Fortalecimento de pontes

Visão geral do projeto

O Qiaoqi Hub é um importante elo de ligação entre as autoestradas rápidas Pequim-Xangai e Xangai-Wuhan, por onde passam veículos pesados durante todo o ano. A ponte da linha principal do cruzamento de Qiaoqi tem 1.570,14 m de comprimento e 28 m de largura. É constituída por vigas contínuas de betão pré-esforçado, vigas contínuas de betão armado e vigas de aço. Toda a ponte adota fundações de estacas escavadas e pilares.

Na inspeção periódica da ponte em 2018, verificou-se que as principais doenças existentes na viga caixão composta da ponte da linha principal da junção de Qiaoqi eram: fissuras horizontais na placa inferior, fissuras longitudinais na placa inferior, fissuras verticais na alma e fissuras longitudinais na alma. De acordo com as condições da ponte, é utilizada tecnologia de reforço com tiras de fibra de carbono pré-esforçada para reforçar a ponte.

Seleção de materiais

O sistema de tensionamento de placas de carbono pré-esforçado utilizado neste projeto é apresentado na Figura 1.

1 Seleção do quadro limite

Atualmente, o quadro limite superior do mercado é composto principalmente por estruturas soldadas, o material é Q235B, a resistência à tração é de 370 MPa e o limite de elasticidade é de 235 MPa. Este tipo de quadro limite apresenta desvantagens como a baixa estabilidade da estrutura de soldadura, a estabilidade insuficiente do material e a fácil deformação. Assim sendo, o quadro limite selecionado para este projeto é uma moldagem de uma só peça, fabricada em aço 45 (aço com um teor médio de carbono de 0,45%), com uma resistência à tração de 600 MPa e um limite de elasticidade de 355 MPa. A vantagem é que o quadro limite é uma estrutura de uma só peça com boa integridade e elevada capacidade de carga; o material do quadro limite é mais estável do que os produtos do mercado.

2 Seleção de blocos de ancoragem

O bloco de ancoragem desempenha um papel importante no processo de tensionamento da placa de carbono. A qualidade do material é um fator crucial para o sucesso do tensionamento da placa de carbono. Os blocos de ancoragem disponíveis no mercado são, na sua maioria, de ferro fundido, que apresenta uma baixa integridade e tenacidade. Assim sendo, o bloco de ancoragem feito de cromo 40 foi selecionado para este projeto. A resistência do bloco de ancoragem foi significativamente melhorada, o que também aumenta a taxa de sucesso do tensionamento da placa de carbono, e o bloco de ancoragem utiliza a tecnologia de moldagem integrada do centro de maquinação, que apresenta uma melhor integridade e uma maior eficiência de ancoragem.

3 Seleção de clipes de ancoragem

Atualmente, os materiais e formatos dos grampos de ancoragem disponíveis no mercado são diferentes. A maioria deles é feita de aço estrutural de carbono determinado semi-estaticamente (Q235B). O formato comum das talas é retangular e existe uma concentração de tensões nos cantos. A desvantagem é que o material do grampo não cumpre os requisitos durante o processo de tensionamento e é fácil de deformar. O formato do grampo é retangular e a placa de carbono não é tensionada uniformemente. Assim sendo, o material do grampo selecionado para este projeto é o aço 45 e o formato é oval. Existe uma pequena vantagem: em termos de material, o aço 45 tem uma melhor resistência à compressão e um melhor escoamento, e o formato do grampo é melhorado para um formato de arco, de modo a que a placa de carbono seja tensionada de forma mais uniforme durante o processo de tensionamento da placa de carbono e evite que a placa de carbono se tensione. A força desigual durante o processo de tração provoca a quebra da placa de carbono. Os dentes do grampo são passivados para reduzir os danos na placa de carbono sem perder a força de mordida.

Seleção de 4 placas de carbono

A qualidade da placa de carbono e a tecnologia de processamento afetam diretamente a qualidade da placa de carbono. O teor de filamentos de carbono utilizado na produção da placa de carbono é maioritariamente de 12K (o número de filamentos individuais na estopa é de 12.000). O controlo da tensão do filamento de carbono da gaiola é essencial para garantir a resistência da placa de carbono. A placa de carbono utilizada nesta construção, o fio de carbono, é importado a partir de materiais importados, e um novo equipamento é introduzido durante o processamento - uma gaiola de tensão constante. Comparado com a gaiola comum, pode garantir a distribuição uniforme dos fios de carbono e garantir a qualidade da placa de carbono.

5 Seleção de adesivo

A cola estrutural para tiras de fibra de carbono utiliza resina epóxi importada, um sistema único de mistura planetária dupla e um sistema único de têmpera em ilha para garantir a resistência do gel e o desempenho de utilização a longo prazo. Testada por instituições autorizadas, é segura e não tóxica, garantindo a segurança da construção e da utilização.