بعد الزلازل الأخيرة حول العالم ، مثل زلزال الولايات المتحدة عام 1994 و زلزال كوبى الياباني عام 1995 ، استلزم  تقوية الجسور الخرسانية ضد الأضرار الزلزالية . في كثير من الحالات ، ضعف دعامة الجسر و عدم وجود تقوية جانبية كافية تسبب في انهيار الجسور و العديد من الخسائر البشرية و المالية التي تحدث نتيجة تدميرها .  في كثير من الحالات التي تكون فيها هذه الأساسات عائمة و تحت الماء ، يصبح من الصعب تدعيمها .

تؤدي عزوم الانحناء و القوى الجانبية الناتجة عن الأحمال الزلزالية إلى قوى قص كبيرة في دعامات الجسر و التي يمكن التحكم فيها عن طريق تدعيم الجانبي . يمكن أن يمنع التدعيم الجانبي ، التواء حديد تسليح الطولي و فشل المفاجئ للمفاصل . لذلك ، فإن التدعيم الجانبي لدعامات الجسور ضرورية لضمان المطيلية و مقاومة عزوم القص .

استخدام أنواع FRP لا يعتمد على نوع دعامات الجسر و كيفية بنائه ، وعلى أي حال يزيد القوة بشكل كبير. تعاني الهياكل والأرصفة البحرية أيضًا من مثل هذه المشكلات ويمكن إصلاحها وتحسينها بسهولة باستخدام تقنية FRP .

أنواع الفشل في الجسور

يمكن أن تحدث ثلاث أنواع من الفشل في دعامات الجسور :

فشل القص أو الفجائي : عادة ما يحدث هذا النوع من الفشل فجأة في أضعف جزء من العمود والسبب هو قدرة القص المنخفضة مقابل قدرة الانحناء . عادة ما تكون الأعمدة القصيرة عرضة لفشل القص .

فشل الإنحناء : يرجع هذا النوع من الفشل إلى نقص قدرة الانحناء . ويسمى أيضًا اللدن لأن التشقق يحدث بشكل تدريجي و ليس مفاجئًا

فشل في الالتصاق : يحدث هذا النوع من الفشل عندما لا يكون لدينا طول التثبيت كافٍ ، وفي هذه الحالة يبدأ حديد التسليح في الخرسانة بالانزلاق و يحدث الفشل . هذا النوع من التمزق فجائي و يحدث في اتجاه حديد التسليح الطولي .

أساليب تدعيم دعامة الجسور

استخدم شرائط فولاذية حول العمود بإحكام

في هذه الطريقة ، تحيط القضبان المستعرضة بالجزء الخارجي من العمود و تزيد من قدرة القص للعمود . عندما تكون المسافة بين الأشرطة الفولاذية صغيرة ، فإنها تقوم أيضًا بعمل الحصر .

استعمال عمود المملوء بالخرسانة (CFT)

يمكن استخدام أعمدة CFT لتجديد أو تدعيم دعامات الجسر .  يتم استخدامها لتقوية القواعد عن طريق وضع سترتين فولاذيتين حول العمود ، ولحامها أو شد ها معا  ، وملء الفراغ البينهما بالخرسانة .  تتمتع CFTs بقوة جيدة وليونة لأن جميع الخرسانة محاطة بغلاف فولاذي. ميزة هذه الطريقة هي أن الغلاف الفولاذي يمكن استخدامه كقالب و لا حاجة لقوالب لصب الخرسانة .

استعمال قميص الخرساني

في هذه الطريقة ، يتم استخدام غطاء خرساني يشتمل على طبقة من الخرسانة وحديد التسليح الطولي و الكانات المغلقة . يزيد الغلاف الخرساني من قوة الانحناء والقص للعمود .

استخدام مواد FRP

تُستخدم مواد FRP ، نظرًا لوزنها الخفيف وخصائصها المقاومة للتآكل ، على نطاق واسع اليوم لإصلاح الجسور التالفة وتحسين الجسور التي لم تعد قادرة على تلبية الاحتياجات المتزايدة ، وخاصة تحسين دعامات الجسور لتحسين قدرة التحمل الزلزالية .

تتوفر مواد FRP في شكل صفائح FRP وشرائط FRP وحديد التسليح FRP التي يمكن استخدامها بشكل مستمر أو منفصل لتقوية أساس الجسر.

ميزات و خصائص استخدام FRP

• زيادة القدرة المحورية ، والقص ، والانحناء لدعامات الجسور
• الحل مثالي لتقوية قاعدة الجسر العائمة في الماء
• التقليل من زيادة أبعاد قاعدة الجسر بعد التدعيم بمساعدة مواد بوليمر المركبة
• إلغاء مرحلة إصلاح سطح الخرسانة قبل عملية التدعيم
• تقليل التآكل الشديد بسبب انسيابية هذه الطريقة
• تنفيذ عالي السرعة لتقوية أسس الجسر بمساعدة مواد البوليمر المركبة من شركة Afzir دون الإخلال بالتشغيل

طريقة قميص البوليمري الألياف الزجاجية لتقوية قاعدة الجسر

سترة البوليمر المصنوعة من الألياف الزجاجية هي طريقة جديدة تعتمد على المواد FRP المركبة لتقوية قاعدة الجسر ، والتي تقدمها شركة Afzir . سترة البوليمر المصنوعة من الألياف الزجاجية هي نتيجة تشريب طبقات من ألياف الكربون أو الزجاج بالراتنج ثم الضغط عليها و تسخينها ؛ والنتيجة منتج يتم تقديمه على شكل رولات بسماكة حوالي 0.7 ملم وعرض 1.2 متر وطول 91 متر . اعتمادًا على نوع الطبقة ، فإن سترة البوليمرية المصنوعة من الألياف الزجاجية لها 2 إلى 4 أضعاف قوة الفولاذ . لتنفيذها ، يمكن قطع هذه الطبقات إلى الطول المطلوب ثم لفها مرتين أو أكثر حول دعامات الجسر لإحاطة و الحصول على غلاف قوي و بدون درز على سطح الخارجي لدعامات ؛ تمتلئ الفجوة بين قاعدة الجسر وغطاء البوليمر المصنوع من الألياف الزجاجية أيضًا بالردغة أو الراتنج . الغلاف يمنع التآكل بشكل كامل تقريبًا عن طريق إنشاء طبقة و منع الرطوبة من الاختراق .

إحدى أصعب حالات لتقوية دعامات الجسر هي عندما تكون أبعاد الدعامات كبيرة بالإضافة إلى أنها مغمورة بالمياه . الطريقة الحديثة التي قدمها مهندسي شركة Afzir  لتقوية دعامات الجسر بمساعدة مواد بوليمر FRP المركبة ، طريقة مثالية للغاية لمثل هذه الهياكل و تشمل الجمع بين طريقة FRP بالشكل الرطب و استخدام ألواح FRP الجاهزة . قام مهندسي شركة Afzir  ، بعد فحص الحالة الحالية لأسس الجسر بعناية ، بعمل التصميمات اللازمة للتدعيم المحوري و القص و الانحناء لأسس الجسر ، و من خلال تقديم تصميم تقوية أسس الجسر بمساعدة مواد البوليمر المركبة لـ Afzir إلى العميل المحترم ، و تصبح الدعامات الجسر أكثر مقاومة من قبل حدوثه للفشل .

استخدام مادة FRP لتقوية قاعدة القص للجسر

لتقوية مقاومة قص الأعمدة ، يجب استخدام الألياف في الاتجاه الأفقي و على طول ارتفاع العمود بالكامل .

يمكن أيضًا وضع الألياف بشكل عمودي على اتجاه شقوق القص المحتملة أي بزاوية 45 درجة ،  ولكن في هذه الحالة ، إذا تغير اتجاه التحميل ، يتغير اتجاه الشقوق أيضًا ولم تعد هذه الألياف تعمل .  لكن في الوضع الأفقي ، على الرغم من أنها تعمل في بنصف سعتها ، إلا أنها فعالة دائمًا .

في الأعمدة ، يلتف FRP تمامًا حول العمود ، وهي الطريقة الأكثر فاعلية وتسمى الالتفاف الكامل.

استخدام مادة FRP لتقوية انحناء دعامات الجسر

تشير الدراسات إلى أن قدرة و طريقة فشل دعامات الجسر تعتمد على ردة فعل الهيكل العلوي / البنية التحتية و ظروف الحدية لدعامات الجسر . تدعيم الانحناء دعامات الجسر قد يحل بعض المشكلات الهيكلية للجسر .  لتقوية الانحناء ، يجب تحسين اتصالات الأساسية للحزمة و الأساس ، لذلك يجب استخدام ألياف FRP في الاتجاه الرأسي.

استخدم مادة FRP لتطويق دعامات الجسر

لتطويق دعامات الجسر ، يتم استخدام FRP فقط في المنطقة اللدنة (أعلى وأسفل العمود) أو لزيادة القوة المحورية.

أهداف تطويق العمود مع FRP:

– زيادة القوى المحورية : عندما يتم لف FRP حول العمود ، فإنه يسمح للعمود بتحمل المزيد من القوة المحورية. على سبيل المثال ، عندما نريد زيادة الحمل المحوري للقطارات على خطوط السكك الحديدية ، نستخدم طريقة الحصر . لزيادة الحمل المحوري ، يجب استخدام FRP على جميع ارتفاعات العمود و بنفس عدد الطبقات ، لأن القوة المحورية هي نفسها في جميع ارتفاعات العمود .

– زيادة المطيلية : لتقوية مطيلية العمود ، نغطي فقط الجزء العلوي و السفلي من العمود ، أي منطقة الوصلة اللدنة ، باستخدام FRP .  يتميز منتصف العمود بقليل من المطيلية و لا يتطلب غلافًا ، ولكن لاعتبارات الجاذبية ، يمكننا استخدام عدد صغير من الطبقات لمنتصف العمود .

– منع الانهيار في منطقة طول التثبيت : يحدث هذا النوع من الانهيار عندما يكون طول حديد التسليح محدودًا و نحتاج ميكانيكيًا إلى استمرار حديد التسليح ، لذلك علينا أن نوصل حديد التسليح القديم بحديد التسليح الجديد ، إذا كان طول الوصلة غير كافٍ فهو خطير و لا يمكننا الوصول الى حد الخضوع و يحدث تمزق . يحسن FRP المنطقة الوصلة عن طريق الضغط الخارجي .

– منع انبعاج حديد التسليح الطولي : عندما تكون مسافة قضبان التسليح العرضية عند ارتفاع العمود كبيرة ، فإن حديد التسليح الطولي يبدأ بالانبعاج ، يعمل FRP كدعم لحديد التسليح الطولي عن طريق خلق ضغط جانبي ويمنعه من الالتواء.

تنقسم دعامات الجسر عادة إلى نوعين من حيث المقطع العرضي:

– قاعدة الجسر ذات المقطع العرضي المستطيل

– قاعدة الجسر ذات المقطع العرضي الدائري

قاعدة الجسر مع المقطع العرضي المستطيل

في المقطع المستطيل ، بسبب عدم وجود تناسق ، فإن الضغط الجانبي ليس هو نفسه في جميع أنحاء القسم. يكون الضغط أكبر عند زوايا المقطع ويقل الضغط الجانبي كلما ابتعدنا عن الزوايا. كلما زاد نصف قطر الزوايا ، زادت فعالية التطويق .

لحل هذه المشكلة ، يمكن للمهندسين تدوير زوايا المقاطع العرضية قبل تثبيت FRP . يمنع تدوير الزوايا التوتر من التركيز في الزوايا و يزيد من قدرة التطويق . يوجد حد لتقريب زوايا المقطع ، الحد الأقصى لتقريب الزوايا هو غطاء خرساني.إذا زاد نصف القطر أكثر من اللازم ، سيختفي الغطاء الخرساني وسيظهر حديد التسليح .

قاعدة الجسر ذات المقطع العرضي الدائري

بسبب تقارنها ، فإن الضغط الجانبي الناتج عن FRP سيكون نفسه في كل مكان .

PileLaminate^TM هي طريقة جديدة تعتمد على المواد المركبة FRP لتقوية قاعدة الجسر ، و التي تقدمها شركة أفزير . PileLaminate^TM هو نتيجة تشريب طبقات من ألياف الكربون أو الزجاج بالراتنج ثم ضغطها وتسخينها ؛ والنتيجة منتج يتم تقديمه على شكل رولات بسماكة حوالي 0.7 ملم وعرض 2.1 متر وطول 91 متر .  اعتمادًا على نوع الطبقة ، فإن سترة البوليمرية المصنوعة من الألياف الزجاجية لها 2 إلى 4 أضعاف قوة الفولاذ . لتنفيذها ، يمكن قطع هذه الطبقات إلى الطول المطلوب ثم لفها مرتين أو أكثر حول دعامات الجسر لإحاطة و الحصول على غلاف قوي و بدون درز على سطح الخارجي لدعامات ؛ تمتلئ الفجوة بين قاعدة الجسر وغطاء البوليمر المصنوع من الألياف الزجاجية أيضًا بالردغة أو الراتنج . الغلاف يمنع التآكل بشكل كامل تقريبًا عن طريق إنشاء طبقة و منع الرطوبة من الاختراق .

إحدى أصعب حالات لتقوية دعامات الجسر هي عندما تكون أبعاد الدعامات كبيرة بالإضافة إلى أنها مغمورة بالمياه . الطريقة الحديثة التي قدمها مهندسي شركة Afzir  لتقوية دعامات الجسر بمساعدة مواد بوليمر FRP المركبة ، طريقة مثالية للغاية لمثل هذه الهياكل و تشمل الجمع بين طريقة FRP بالشكل الرطب و استخدام ألواح FRP الجاهزة . قام مهندسي شركة Afzir  ، بعد فحص الحالة الحالية لأسس الجسر بعناية ، بعمل التصميمات اللازمة للتدعيم المحوري و القص و الانحناء لأسس الجسر ، و من خلال تقديم تصميم تقوية أسس الجسر بمساعدة مواد البوليمر المركبة لـ Afzir إلى العميل المحترم ، و تصبح الدعامات الجسر أكثر مقاومة من قبل حدوثه للفشل .

تكلفة تدعيم قاعدة الجسر بمواد البوليمر المركبة FRP لشركة Afzir

اتصل بخبراء شركة Afzir  للحصول على المشورة و المعلومات حول تكلفة تدعيم الجسر.