Ponte Dong

Após quase 10 anos de utilização da antiga ponte Nanzhi original em Harbin, surgiram fissuras em muitas vigas T. Como a recém-construída ponte Dongzhi necessita de reutilizar a antiga ponte Nanzhi de 13 vãos, esta foi reforçada e reparada. Em 2000, a Sede do Segundo Anel Viário de Harbin contratou o Centro Nacional de Investigação em Tecnologia de Engenharia de Diagnóstico e Renovação de Edifícios Industriais para realizar avaliações de fiabilidade e testes de componentes estruturais da viga T.

Os ensaios de campo mostraram que a capacidade de suporte das vigas em T não cumpria os requisitos sísmicos. Havia fissuras nas almas e nas banzos das vigas em T, e a largura era geralmente muito grande ou igual a 0,15 mm. Assim sendo, considerando a segurança, aplicabilidade e durabilidade, a viga em T necessita de ser reforçada. As fissuras abaixo de 0,15 mm são seladas com selante, e as fissuras acima de 0,15 mm são preenchidas com resina AB para as bloquear. O contacto entre o ar e as barras de aço reduz a oxidação. A parte inferior da alma da viga em T é reforçada com material de fibra de carbono.

O reforço e reparação de estruturas de betão com compósito de fibra de carbono é um novo tipo de tecnologia de reforço que surgiu nos países desenvolvidos nos últimos anos. A tecnologia consiste em aplicar fibra de carbono, uma fibra de alto desempenho, à engenharia civil e fixá-la à superfície da estrutura ou componente com materiais resinosos. O corpo do compósito de CFRP é formado e, através da sua cooperação com a estrutura ou componentes, o objetivo é fortalecer e fortalecer os componentes estruturais e melhorar o desempenho da força.

Existem dois tipos principais de materiais de fibra de carbono utilizados no reforço e reparação de estruturas de betão: fibra de carbono e resina de suporte. Entre eles, a resistência à tracção da fibra de carbono é dez vezes superior à do aço de construção e o módulo de elasticidade é equivalente ao do aço. Alguns tipos de fibra de carbono (como a de alta elasticidade) têm um módulo de elasticidade mais do dobro do aço e apresentam um bom desempenho e durabilidade na construção. São um bom material de reforço e reparação. A resina de suporte inclui resina de fundo, material de nivelamento e dedos de árvore de colagem. As duas primeiras funções são melhorar a qualidade da ligação da fibra de carbono, enquanto a última função é fazer com que a fibra de carbono e o betão formem um todo complexo e trabalhem em conjunto.

Tecnologia de construção de vigas T reforçadas com fibra de carbono

As antigas vigas T da Ponte Dongzhi estão a ser reforçadas. A fibra de carbono utiliza fibra HM-20. Os seus indicadores de desempenho são: direção da fibra única, peso unitário de 200 g, espessura de 0,111 mm, resistência à tração de 3550 MPa, módulo de elasticidade de 235000 MPa.

Cola de resina HM-180C3P para colagem de fibra de carbono. Os seus indicadores de desempenho são: resistência à tracção de 30 MPa, resistência ao corte de 10 MPa e resistência adesiva de 2,0 MPa. Temperatura de aplicação: 5-35 °C, tempo de disponibilidade: 20-120 °C.

Efeito de reforço

No projeto de reforço da antiga viga T da Ponte Dongzhi foram reforçadas 130 vigas T com 20 m de comprimento e coladas 240 m² de fibra de carbono. A construção do reforço demorou 15 dias a ser concluída. Após a conclusão do reforço da viga T, inicia-se a construção do tabuleiro da ponte e a viga T é tensionada. Após seis meses de observação das juntas reforçadas, a superfície da manta de fibra de carbono e da viga em T encontrava-se em boas condições, sem cavidades ou fissuras. A qualidade da construção do reforço foi aprovada pela supervisão, projeto e proprietário, e foram alcançados resultados satisfatórios. A fibra de carbono concentra muitas propriedades excelentes do material e tem uma vasta gama de aplicações. A construção é conveniente, o desempenho é bom, o material de fibra de carbono é leve e fino e é fácil de operar. E, em comparação com o aço adesivo, a sua qualidade de mascaramento é mais fácil de garantir.