FRP Bridge Decks: Ένα επαναστατικό υλικό στην κατασκευή γεφυρών

Το FRP θεωρείται ιδανικό υλικό για την ενίσχυση της ανθεκτικότητας των γεφυρών λόγω της εξαιρετικής αντοχής του στη διάβρωση. Τα συστήματα γέφυρας FRP διατίθενται γενικά σε δύο τύπους: κατασκευές εξ ολοκλήρου FRP και σύνθετα καταστρώματα από σκυρόδεμα FRP, με ποικιλία μορφών διατομής. Σε σύγκριση με τα παραδοσιακά καταστρώματα από οπλισμένο σκυρόδεμα, τα καταστρώματα FRP προσφέρουν πολλά πλεονεκτήματα: είναι προκατασκευασμένα σε εργοστάσια, ελαφριά και γρήγορη εγκατάσταση. Αντιστέκονται αποτελεσματικά στη διάβρωση από το άλας πάγου, το θαλασσινό νερό και τα ιόντα χλωρίου, μειώνοντας το κόστος συντήρησης. Το μικρό τους βάρος μειώνει το φορτίο στις δομές στήριξης. Ως ελαστικό υλικό, μπορούν να επιστρέψουν στην αρχική τους κατάσταση υπό περιστασιακές υπερφορτώσεις. και έχουν καλή απόδοση κόπωσης. Σε πρακτικές εφαρμογές, τα συστήματα καταστρώματος FRP δεν χρησιμοποιούνται μόνο σε κατασκευές νέων γεφυρών αλλά είναι επίσης κατάλληλα για την ανακαίνιση παλαιών γεφυρών, αντικαθιστώντας τα παραδοσιακά καταστρώματα από σκυρόδεμα. Αυτό όχι μόνο μειώνει το βάρος του καταστρώματος αλλά ενισχύει επίσης τη φέρουσα ικανότητα και την αντοχή στη διάβρωση της γέφυρας.

Τα φέροντα χαρακτηριστικά των καταστρωμάτων γεφυρών FRP περιλαμβάνουν κυρίως ροπές κάμψης, δυνάμεις διάτμησης και τοπική πίεση. Ένα κατάστρωμα εξ ολοκλήρου FRP αποτελείται συνήθως από άνω και κάτω επιφάνειες FRP και έναν ιστό, με το άνω δέρμα να φέρει συμπίεση, το κάτω δέρμα να φέρει τάση και το πλέγμα να αντιστέκεται κυρίως στις δυνάμεις διάτμησης ενώ συνδέει το άνω και το κάτω δέρμα. Στα σύνθετα καταστρώματα FRP-σκυρόδεμα/ξύλο, το σκυρόδεμα ή το ξύλο τοποθετείται στη ζώνη συμπίεσης, ενώ το FRP φέρει κυρίως τάση. Οι δυνάμεις διάτμησης μεταξύ τους μεταφέρονται μέσω συνδετήρων διάτμησης ή μεθόδων κόλλας. Κάτω από τοπικά φορτία, τα καταστρώματα FRP αντιμετωπίζουν επίσης δυνάμεις κάμψης, διάτρησης ή διάτμησης. Τα ασύμμετρα φορτία δημιουργούν επίσης στρέψη στο τμήμα. Καθώς το FRP είναι ένα ανισότροπο και μη ομοιογενές υλικό, οι παράμετροι μηχανικής του απόδοσης πρέπει να προσδιορίζονται μέσω του laminate design, καθιστώντας τον σχεδιασμό των καταστρωμάτων FRP σχετικά περίπλοκο, απαιτώντας στενή συνεργασία μεταξύ σχεδιαστών και επαγγελματιών προμηθευτών FRP.