Fortalecimento ponte viga caixa concreta usando placa CFRP protendido

As placas CFRP protendido são instaladas no intrafato da viga da caixa para fornecer capacidade flexural adicional. A protensão introduz tensão de compressão no concreto, contrariando as tensões de tração que causaram a fissuração original.

Strengthening Concrete Box Girder Bridge Using Prestressed CFRP Plate


Resumo do Projeto

ItemDetalhe
Estrutura TipoMulti-span contínuo concreto caixa viga ponte rodoviária
Problema IdentificadoRachaduras longitudinais e transversais em plafons de viga em vários vãos
Fortalecimento SoluçãoIntervenção em dois estágios: reparo de injeção seguido de aplicação de placa CFRP protendida
ÂmbitoVigas paralelas múltiplas reforçadas ao longo do comprimento total do período
Materiais fornecidos pela construção do cavaloCrack reparo epóxi injeção adesivo Prestensed CFRP placas com ancoragem sistema


Rachaduras concreto

A inspeção estrutural identificou rachaduras em várias vigas e vãos:

Localização: plafonetes de viga (superfícies inferiores), principalmente em regiões intermediárias e locais próximos ao diafragma interno

Orientação: Fissuras transversais perpendiculares ao eixo longitudinal, com fissuras longitudinais ao longo da superfície do intradorso

Distribuição: Rachaduras observadas em várias vigas paralelas, indicando causas sistemáticas relacionadas ao estresse, em vez de defeitos isolados

Gravidade: Larguras finas a moderadas da rachadura, consistentes com a sobrecarga elástica flexural e a acumulação a longo prazo da fadiga


Razão das rachaduras

O padrão de rachaduras generalizado em várias vigas indica:

  • Tensões flexurais que excedem a capacidade elástica concreta na viga da caixa do soffit em regiões positivas do momento

  • Acumulação da carga de serviço de anos de carga do tráfego, combinada potencial com os volumes aumentados do tráfego além dos pressupostos originais do projecto

  • Tensões térmicas e de retração de gradientes de temperatura na seção da caixa

  • Fadiga a longo prazo dos ciclos repetidos do carregamento do tráfego


Reforçar a estratégia


Fase 1-Reparação Crack

Antes de qualquer reforço estrutural ser aplicado, as fissuras existentes devem ser seladas e a seção transversal do concreto restaurada ao comportamento monolítico. As fissuras abertas comprometem a ligação entre o concreto e qualquer material de reforço aplicado externamente e permitem que a umidade e os contaminantes continuem atacando o reforço interno.

O reparo do crack foi realizado com adesivo epóxi de baixa viscosidade, aplicado através de um sistema de injeção baseado em porta:

Injeção portas instaladas ao longo cada rachadura em intervalos regulares

Selagem superficial aplicada para fechar a face da rachadura e criar um canal selado para injeção

Injeção epóxi realizada sob pressão controlada, preenchendo a rachadura do ponto mais profundo para fora

Remoção do porto e revestimento superficial após a cura adesiva


Strengthening Concrete Box Girder Bridge Using Prestressed CFRP Plate


Fase 2-Instalação Prestressed CFRP Placa

Uma vez que a seção de concreto é restaurada, placas CFRP protendidas são instaladas no intrafuso da viga da caixa para fornecer capacidade flexural adicional. A protensão introduz tensão de compressão no concreto, contrariando as tensões de tração que causaram a fissuração original.

As placas CFRP são tensionadas antes de serem coladas ao palanque de concreto. Esta ação proestressing:

Introduz a tensão compressiva no soffit concreto, contrariando as tensões de tração de cargas de serviço

Fecha microfissuras existentes que podem não ter sido visíveis durante a inspeção

Reduz a deflexão da viga da caixa sob carga

Aumenta a capacidade de carga da viga além da capacidade original do projeto

Atrasa ou impede a formação de novas fissuras mantendo o concreto em compressão sob condições normais de serviço


Strengthening Concrete Box Girder Bridge Using Prestressed CFRP Plate


Materiais fornecidos pela construção do cavalo

Para este projeto, a Horse Construction forneceu o sistema material completo para ambas as etapas de fortalecimento:

Crack Repair Epoxy Injection Adesivo-epóxi estrutural de baixa viscosidade para restaurar o comportamento monolítico concreto

Placas Prestressed CFRP-placas pultruded de grande resistência da fibra do carbono para o reforço flexural


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