زمین لرزه های اخیر خرابی پایه های پل در سراسر جهان و خسارات اقتصادی و انسانی زیادی را نشان داده است. در بسیاری از این موارد، این پایه های پل در آب غوطه ور شده اند و ترمیم ها را با چالش بیشتری مواجه می کنند.
برای ترمیم و بازسازی پایه های پل بتنی از محصولات مرسوم FRP استفاده شده است، اما این محصولات کمک چندانی در ترمیم و مقاوم سازی پایه های پل های چوبی یا فولادی ندارند.
هدف استفاده از روش ترمیم FRP ارائه ترمیمی سریع و کارآمد با کامپوزیت های FRP با اتصال خارجی است. می توان این ترمیم را در کل ارتفاع شمع یا درست در یک منطقه خاص مانند منطقه برخورد آب استفاده کرد. ایده اصلی این است که کامپوزیت FRP با نفوذ کم و با مقاومت خوب در برابر محیط های سخت، یک لایه محافظ برای پایه های پل فراهم می کند و در نتیجه دوام پایه های پل را افزایش می دهد. به جای جایگزینی یا قرار دادن آرماتور جدید، می توان ظرفیت سازه ای را با استفاده از الیاف FRP خارجی بازیابی یا بهبود بخشید. استفاده از رزین هایی که می توانند زیر آب عمل آوری شوند، اجازه می دهد تا بسته بندی شده توسط غواصان در زیر آب روی پایه های پل استفاده شوند.
- افزایش نیروی محوری: وقتی FRP به دور ستون پیچیده میشود به ستون این امکان را می دهد که نیروی محوری بیشتری را تحمل کند برای مثال زمانی که می خواهیم بار محوری قطار در ریل های راه آهن را افزایش دهیم از محصورسازی استفاده میکنیم. برای افزایش بار محوری FRP باید در تمام ارتفاع ستون و با تعداد لایه های یکسان استفاده شود، چون نیروی محوری در تمام ارتفاع ستون یکسان است.
- افزایش شکل پذیری: برای تقویت شکل پذیری ستون فقط بالا و پایین ستون یعنی ناحیه مفصل پلاستیک را با FRP می پوشانیم. وسط ستون شکل پذیری کمی دارد و نیاز به محصورسازی ندارد اما برای ملاحظات ثقلی میتوانیم تعداد لایه های کمی برای وسط ستون استفاده کنیم.
جلوگیری از گسیختگی از نوع وصله پوششی: این نوع گسیختگی زمانی اتفاق می افتد که طول شاخه میلگرد محدود باشد و از نظر مکانیکی نیاز داشته باشیم که میلگرد ادامه پیدا کند بنابراین باید میلگرد قدیمی را به یک میلگرد جدید وصله کنیم، اگر طول این وصله کافی نباشد خطرناک است و نمیتوانیم به تنش تسلیم برسیم و گسیختگی رخ می دهد.FRP با اعمال فشار خارجی ناحیه¬ی وصله شده را بهبود می بخشد. - جلوگیری از کمانش میلگردهای طولی: زمانی که فاصله میلگردهای عرضی در ارتفاع ستون زیاد باشد میلگرد طولی که حد فاصل میلگردهای عرضی است کمانش می کند، FRP با ایجاد فشار جانبی نقش تکیه گاه را برای میلگرد طولی ایفا می کند و از کمانش آن جلوگیری می کند.
بازسازی پایه های بزرگتر پل ها دشوار است. بسیاری از این سازه ها در آب غوطه ور هستند و ابعاد بزرگ آنها ترمیم ها را به چالش می کشد. در همه موارد ، می توان پایه های پل را تا سطوح فراتر از شمع اصلی آسیب ندیده مقاوم سازی کرد. نقشه ها و محاسبات مهندسی در اختیار مشتری قرار می گیرد.
پایه پل ها از نظر سطح مقطع معمولا به دو نوع تقسیم می شوند:
- پایه پل با سطح مقطع مستطیلی
- پایه پل با سطح مقطع دایروی
در مقطع مستطیلی به دلیل نداشتن تقارن فشار جانبی در سرتاسر مقطع یکسان نیست. فشار در گوشه های مقطع بیشتر است و زمانی که از گوشه ها دور می شویم فشار جانبی کاهش مییابد. هر چه میزان شعاع گوشه ها بیشتر باشد محصورسازی مؤثرتر خواهد بود.
مهندسان برای حل این مشکل می توانند گوشه های مقطع را قبل از نصب FRP گرد کنند . گرد کردن گوشه ها باعث جلوگیری از تمرکز تنش در گوشه ها و افزایش سطح مؤثر محصورسازی می شود.
برای گرد کردن گوشه های مقطع محدودیت وجود دارد، سقف گرد کردن گوشه ها کاور بتن است. اگر افزایش شعاع بیش از اندازه صورت بگیرد کاور بتن از بین می رود و میلگردهای عرضی نمایان می شوند.
در پلهای با مقطع دایروی به دلیل تقارن، فشار جانبی ناشی از FRP در همه جا یکسان خواهد بود.
ویژگی ها و مزایا
- ترمیم ها برای کلیه مصالح (فولاد، بتن، چوب و غیره) قابل استفاده است.
- می تواند ظرفیت محوری، برشی و خمشی شمع گذاری را افزایش دهد.
- ترمیم ها برای پایه های پل در زیر آب نیز ایده آل است.
- حداقل افزایش در ابعاد پایه ها
- قبل از مقاوم سازی، سطح خارجی بتن را باید از بین می برد.
- ترمیم های سریع و بدون اختلال در سرویس انجام می شود.
سلام و وقت بخیر
آیا از کامپوزیت های frp می توان برای نواحی که پایه پل زیر آب قرار دارد استفاده کرد؟
با درود فراوان
استفاده از رزین هایی که می توانند زیر آب عمل آوری شوند، اجازه می دهد تا مقاوم سازی با FRP توسط غواصان در زیر آب روی پایه های پل استفاده شوند.