نام پروژه:
- مقاوم سازی برشی تیر پل بتنی با الیاف FRP
نوع سازه:
- پل
دسته بندی:
سیستم‌های مورد استفاده:
محصولات مورد استفاده:
توضیحات پروژه:
تیرهای پل از مهم ترین اجزای پل میباشند که تمام پایه ها را به هم متصل و در برابر بارهای جانبی و ثقلی مقاومت می کنند. عرشه بر روی بال اصلی قرار می-گیرد تا ظرفیت جانبی در برابر کمانش را فراهم کند. تیرهای پل برای دهانه کوتاه بسیار مفید هستند اما در دهانه های بلند معمولا تیرها باید بر روی پایه پل قرار بگیرند در این حالت میتوان از چندین دهانه تیر ساده استفاده کرد. گاهی اوقات یک تیر بزرگ میتواند از پرچ یا جوش شدن ورقه های آهنی بزرگ ساخته شود. فروافتادن تیرها در جهت طولی و عرضی ممکن است تنها مفهوم رویداد لرزه ای باشد زمانی که روسازه از زیر سازه تنها به وسیله غلتک های نگه دارنده از هم جدا شده باشند به عبارت دیگر پل های با دهانه ساده در طول زمین لرزه در معرض فروریختن قرار دارند در حالی که خطر فروریختن در پل های پیوسته رو به کاهش است زیرا نیروی افقی در اینگونه پل ها در انتها به ستون ها و کوله پل خواهد رسید ولی در پل های با دهانه ساده این نیرو تنها توسط تیرها تحمل میشود. بنابراین مقاوم سازی تیرهای پل برای افزایش ظرفیت برشی، خمشی، افزایش شکل پذیری ،جلوگیری از خوردگی و ترک خوردگی برای حفظ طول عمر پل ها حیاتی است. خرابی و طول عمر پل ها تنها دلیل برای تقویت المان تیر در پل ها نمیباشد عوامل دیگری مانند: افزایش ظرفیت خمشی، برشی و پیچشی ، ارتقا سطح استانداردهای طراحی ، خطاهای طراحی و ساخت وساز ، افزایش بارهای غیرمتقربه مانند افزایش بار ترافیک یا افزایش بار کامیون ها فراتر از مقدار طراحی شده ، خرابی ناشی از عوامل محیطی مانند خوردگی و زمین لرزه از جمله عواملی است که موجب لزوم تقویت تیرها میشود.
راهکار:
یکی از روش های غلبه بر مشکلات مطرح شده مقاوم سازی تیرهای پل ها است. مقاوم سازی میتواند با اضافه کردن اعضا، اضافه کردن تکیه گاه و یا استفاده از اتصالات خارجی مانند ژاکت فولادی، ژاکت فلزی و یا الیاف FRP باشد که در این میان روش الیاف FRP توجه زیادی را به خود جلب کرده است که اغلب برای افزایش ظرفیت باربری اعضای بتن مسلح استفاده میشود. در واقع الیاف FRP بر روی تیر بتنی نصب میشوند و مانند تقویت های داخلی فولادی عمل میکنند.
مزایای استفاده از کامپوزیت های FRP جهت تقویت تیرهای پل:
افزایش ظرفیت برشی در تیرهای پل در نزدیکی تکیه گاه ها که مشکل برشی وجود دارد
افزایش ظرفیت خمشی در تیرهای پل
افزایش شکل پذیری که از مهمترین مزایای الیاف FRP میباشد
جلوگیری از خوردگی و زنگ زدگی
جلوگیری از افزایش وزن سازه نسبت به روش های سنتی
جلوگیری از ترک خوردگی و یا کنترل ترک ایجاد شده و جلوگیری از گسترش آن
هزینهپایین نصب و تجهیزات نسبت به روش های سنتی
مقاومت کششی بالا
افزایش مقاومت نهایی به میزان 40 تا 97 درصد
استفاده از مصالح FRP در ناحیه کششی سختی را 17تا 79 درصد افزایش میدهد
رفتار چسبندگی و رفتار انتقال بار بین تیر و صفحات FRP تاثیر قابل توجهی بر رفتار شکست و بهبود توزیع تنش در تیرها دارد.
تیرهای بتنی مقاومت برشی بسیار ناچیزی دارند و همین امر باعث ایجاد ترک های برشی به خصوص در ناحیه تکیه گاه ها که دارای ماکزیمم برش هستند، میشود. برای افزایش ظرفیت برشی در تیرها نکات زیر را باید در نظر بگیریم:
الیاف باید به صورت قائم و عمود بر راستای تیر نصب شوند.
الیاف میتوانند هم به صورت پیوسته و هم به صورت گسسته استفاده شوند.
برای جبران ضعف برشی تیرها الیاف را باید در نزدیکی محل تکیه گاه نصب کرد.
توصیه افزیر جهت اجرای پروژه ترمیم ترک های موجود در عرشه پل با استفاده از سیستم ™Injecta و رزین اپوکسی تزریقی ™EIR و مقاوم سازی پایه با الیاف FRP کربن تک جهته ™UCW میباشد.
