Углеродное волокно
В современном строительстве транспортной инфраструктуры мосты, как важнейшие узлы, соединяющие дорожные сети, напрямую влияют на эффективность движения и общественную безопасность. С увеличением срока службы опоры мостов подвержены старению, деформации, смещению и даже разрушению из-за длительного воздействия нагрузок, эрозии окружающей среды и перепадов температуры. Опоры являются центром передачи усилий между надстройкой и основанием моста; любое разрушение напрямую повлияет на общее напряженное состояние, потенциально приводя к растрескиванию балок, наклону или даже частичному обрушению. Поэтому регулярная замена опор мостов стала основной задачей в управлении техническим обслуживанием мостов.
Строительство с использованием стальных коробчатых балок методом подъема: техническая парадигма эффективной работы в сложных условиях
Опорные подшипники, широко используемый тип подшипников для мостов большой грузоподъемности, имеют сложную внутреннюю структуру, состоящую из верхнего и нижнего опорных элементов и центральной резиновой прокладки, и обладают превосходной вращательной и несущей способностью. Однако при длительной эксплуатации из-за таких факторов, как осадка фундамента, температурные напряжения, эксцентриситет нагрузки или ошибки монтажа, может возникать образование пустот в опорных подшипниках, то есть между подшипником и нижней частью балки или верхней частью опоры появляется аномальный зазор. Это явление нарушает путь передачи нагрузки в подшипнике, приводя к локальной концентрации напряжений, что, в свою очередь, усугубляет износ подшипника и повреждение конструкции. После обнаружения пустот в опорных подшипниках необходимо незамедлительно принять меры по их устранению. К распространенным методам обработки относятся инъектирование под высоким давлением, локальное поднятие и перемещение подшипника, а также повторное впрыскивание эпоксидного раствора. Перед началом строительства необходимо определить масштабы и степень пустот с помощью трехмерного лазерного сканирования и ультразвукового контроля, а также разработать поэтапный и зональный план ремонта. Благодаря точному контролю давления цементирования и объема заполнения обеспечивается полное уплотнение опорной поверхности и контактной поверхности, восстанавливая ее несущую способность и устойчивость.
Многотехнологичное совместное применение: инновационные методы управления жизненным циклом моста
В реальных проектах по техническому обслуживанию и реконструкции мостов одной технологии часто недостаточно для решения сложных комбинаций дефектов. На примере главного городского путепровода было обнаружено, что мост имеет изношенные опорные подшипники, аномальное смещение некоторых стальных коробчатых балок во время подъема, поперечные трещины в бетонных балках и отслоение нескольких опорных элементов во время осмотра. Для решения этой проблемы проектная группа комплексно использовала несколько технологий, включая замену опорных подшипников моста, подъем стальных коробчатых балок, армирование углеродным волокном и обработку отслоения опорных элементов, чтобы сформировать полный интегрированный план ремонта. Сначала весь мост был смоделирован в 3D и подвергнут анализу методом конечных элементов для моделирования структурной реакции в различных условиях эксплуатации. Затем поэтапно проводились работы по замене подшипников и подъему конструкций с использованием временной системы опор для обеспечения структурной устойчивости. На участках с трещинами в балках было выполнено непрерывное армирование с использованием углеродного волокна, а для ремонта отслоившихся опорных элементов применялась направленная цементация. Весь процесс обеспечил замкнутый цикл управления ?инспекция — диагностика — проектирование — строительство — мониторинг?, в полной мере демонстрируя ценность применения многотехнологической интеграции в сложном мостостроении. Благодаря научному планированию и тщательному строительству были устранены не только структурные дефекты, но и значительно улучшены общая безопасность и долговечность моста, что обеспечило воспроизводимую техническую модель для аналогичных проектов.