חֲדָשׁוֹת
01
סיפון גשר FRP: חומר מהפכני בבניית גשרים
2023-12-08 17:29:17
Lorem Ipsum הוא פשוט טקסט דמה של תעשיית הדפוס והקביעה. Lorm Ipsum היה טקסט הדמה הסטנדרטי של התעשייה לקח גלריה של סוג ועיבד אותו כדי ליצור ספר דגימות סוג. Lorem Ipsum הוא פשוט טקסט דמה של הדפוס והקביעה לורם איפסום הוא פשוט טקסט דמה של תעשיית הדפוס והקביעה. Lorem Ipsum הוא פשוט טקסט דמה של תעשיית הדפוס והקביעה.
השימוש בסיפוני גשרים מפולימר מחוזק בסיבים תזונתיים משנה את הנוף של בניית גשרים.
גשרים מסורתיים העשויים מבטון מזוין ומבני פלדה נפגעו זה מכבר בחלודה ובהשחתת בטון, לא רק שמקצרים את תוחלת החיים של גשרים אלא גם עלולים להוביל לסכנות בטיחותיות חמורות. נושא זה חריף במיוחד באזורי חוף עם ריכוז יוני כלוריד גבוה, בהם קורוזיה של גשרים מהווה בעיה משמעותית. לפיכך, שיפור העמידות של סיפוני גשרים הפך לאתגר מרכזי בהנדסת גשרים.
FRP נחשב לחומר אידיאלי לשיפור העמידות של גשרים בשל עמידותו המצוינת בפני קורוזיה. מערכות גשר FRP מגיעות בדרך כלל בשני סוגים: מבני כל-FRP וסיפונים מרוכבים בטון FRP, עם מגוון צורות חתך. בהשוואה לסיפונים מסורתיים של בטון מזוין, דפי FRP מציעים יתרונות רבים: הם מוכנים מראש במפעלים, קלים ומהירים להתקנה; הם עמידים ביעילות בפני קורוזיה ממלח קרח, מי ים ויוני כלוריד, ומפחיתים את עלויות התחזוקה; משקלם הקל מפחית את העומס על מבנים תומכים; כחומר אלסטי, הם יכולים לחזור למצבם המקורי בעומסים מדי פעם; והם בעלי ביצועי עייפות טובים. ביישומים מעשיים, מערכות סיפון FRP משמשות לא רק בבניית גשרים חדשים אלא מתאימות גם לשיפוץ גשרים ישנים, המחליפים את דפי הבטון המסורתיים. זה לא רק מפחית את משקל הסיפון אלא גם משפר את יכולת נשיאת העומס ועמידות הקורוזיה של הגשר.
המאפיינים נושאי העומס של סיפוני גשר FRP כוללים בעיקר מומנטי כיפוף, כוחות גזירה ולחץ מקומי. סיפון שכולו FRP מורכב בדרך כלל מעור FRP עליון ותחתון ורשת, כאשר דחיסת נושאת העור העליונה, המתח התחתון נושאת העור והרשת מתנגדת בעיקר לכוחות גזירה תוך חיבור העור העליון והתחתון. בדק FRP-בטון/מרוכב עץ, בטון או עץ מונחים באזור הדחיסה, בעוד FRP נושא בעיקר מתח. כוחות הגזירה ביניהם מועברים באמצעות מחברי גזירה או שיטות הדבקה. תחת עומסים מקומיים, חפיסות FRP חוות גם כוחות כיפוף, חבטות גזירה או ריסוק; עומסים אסימטריים גם יוצרים פיתול על הקטע. מכיוון ש-FRP הוא חומר אנזוטרופי ולא הומגני, פרמטרי הביצועים המכניים שלו צריכים להיקבע באמצעות עיצוב למינציה, מה שהופך את העיצוב של משטחי FRP למורכב יחסית, הדורש שיתוף פעולה הדוק בין מעצבים וספקי FRP מקצועיים.
ישנם מספר סוגים של דפי גשר FRP, אותם ניתן לסווג לחמישה סוגים עיקריים: סוג A הוא לוחות סנדוויץ' FRP; סוג B מורכב לוחות חלולים של פרופילי FRP; סוג C הוא גיליונות פנים FRP עם לוחות חלולים בעלי פרופיל צדודית; סוג D הוא לוחות מרוכבים בטון FRP/עץ; וסוג E הוא כל-FRP מבני-על. סוגים אלה של מערכות גשר FRP יושמו במספר פרויקטים הנדסיים.
היתרונות של מערכות גשר FRP כוללים קל משקל, עמידות בפני קורוזיה חזקה, התקנה מהירה, חוזק מבני גבוה ועלויות תחזוקה נמוכות. במיוחד במונחים של משקל, סיפוני גשרים מסוג FRP קלים ב-10% עד 20% מסיפונים מסורתיים של בטון מזוין, כלומר הם יכולים לשפר את יכולת נשיאת העומס ואת תוחלת החיים של גשרים. בנוסף, בשל העמידות בפני קורוזיה של FRP, הסיפונים מתפקדים בצורה יוצאת דופן מול אתגרים של קרח, שלג או מים מלוחים המשמשים להפשרה באזורים קרים, עם אורך חיים צפוי של 75 עד 100 שנים. יתרה מזאת, בגלל החוזק הגבוה של חומרי FRP, דרישות התכנון שלהם לרוב מחמירות יותר מאלו של חומרים מסורתיים, אך נתוני בדיקה בפועל מראים כי הביצועים של סיפוני גשרים FRP עולים בהרבה על דרישות ספציפיות, מה שמבטיח מקדם בטיחות גבוה.
עם זאת, ישנם כמה חסרונות לסיפונים של גשרים מסוג FRP, כגון עלויות גבוהות של חומרי גלם, וכל גשר דורש עיצוב אינדיבידואלי. מכיוון שטכנולוגיית FRP היא חדשה יחסית, המשמעות היא שעלויות עיצוב נוספות נחוצות. יתרה מכך, בשל ההבדלים המבניים המשמעותיים בסיפוני גשרים מסוג FRP עבור כל גשר, יצרנים צריכים ליצור תבניות בודדות או לפתח תהליכי ייצור עבור כל פרויקט, מה שמוביל להיקפי ייצור נמוכים יותר. למרות האתגרים הללו, היישום של סיפוני גשר FRP בהנדסת גשרים עדיין מציג סיכוי פיתוח רחב.