Estrutura de betão reforçado Viga de grua de central hidroelétri

Esta central industrial possui um layout térreo com estrutura de betão armado. A central original foi concebida e equipada com dois grupos geradores de turbina hidráulica horizontal simples. Devido ao elevado consumo de energia de pico, o equipamento da central foi expandido, com a adição sucessiva de três grupos geradores, e os cinco grupos geradores da central existente foram mantidos dentro do intervalo de carga permitido do projeto original.

Devido à operação a longo prazo da central hidroelétrica, algumas estruturas hidráulicas foram danificadas, a manutenção era muito inconveniente, a operação coordenada geral não era tranquila, a maioria dos equipamentos estava desatualizada e envelhecida, e a tecnologia estava atrasada, o que afetou seriamente a segurança e a utilização da central.

De acordo com os requisitos de projeto para a substituição de equipamentos elétricos, uma ponte rolante manual de 7,5 t da central existente necessita de ser substituída por uma ponte rolante elétrica de 10 t. Após a modernização do equipamento, o peso da unidade aumentou 33%. O peso próprio da nova ponte rolante é também superior ao da antiga. A tarefa de reforço da viga da ponte rolante deve ser concluída antes da instalação da unidade da central antiga, e a construção da instalação existente não deve ser afetada.

A antiga central principal da Central Hidroelétrica de Musongda tem 47,85 m de comprimento e as larguras a montante e a jusante são de 7,6 m. O espaço de trabalho é relativamente estreito. Se for utilizado o método de construção tradicional para reconstruir e reforçar a viga da grua, a sua tecnologia de construção é severamente restringida. Para o reforço e transformação, propõe-se aumentar a secção da viga da grua, aumentar o suporte e reforçar a chapa de aço, o que afetará a instalação da próxima unidade. O aumento da secção da viga da grua e o aumento do plano de suporte são limitados pelo espaço estreito, e o equipamento de construção não pode ser construído. O plano de reforço com chapas de aço também requer suporte, e o período de construção é longo, sendo também restringido pelo espaço estreito, o que afeta a instalação subsequente da unidade.

Após a comparação de vários projetos, a Zâmbia decidiu adotar a "tecnologia de estrutura de betão reforçado com tela de fibra de carbono". Aproveitando as fortes propriedades mecânicas do próprio material de fibra de carbono e apoiando a utilização de adesivos, a resistência da ligação com o material base pode ser aumentada significativamente, melhorando a resistência à tracção da tela de fibra de carbono. O fio de fibra de carbono pode ser combinado com a estrutura de betão reforçado para atingir o objetivo de reforçar a viga da grua.

No projeto de reconstrução da Central Hidroelétrica de Musonda, na Zâmbia, a comparação de esquemas técnicos e a aplicação prática da construção de vigas de grua na unidade industrial reforçadas com tecido de fibra de carbono melhoraram o processo construtivo, o que favorece a instalação e a construção de equipamentos industriais. Alargou-se o mercado de aplicação de novos materiais e novas tecnologias, com bons benefícios sociais e económicos.