Nyheter
01
FRP brodäck: ett revolutionerande material i brokonstruktion
2023-12-08 17:29:17
Lorem Ipsum är helt enkelt dummy text från tryckeri- och sättningsindustrin. Lorm Ipsum har varit branschens standarddocka text tog en pentry av typ och klämde ihop den för att göra en typprovbok. Lorem Ipsum är helt enkelt dummy text av tryckeri och sättning Lorem Ipsum är helt enkelt dummy text av tryckeri och sättning industrin. Lorem Ipsum är helt enkelt dummy text av tryckeri och sättning industrin.
Användningen av brodäck med fiberförstärkt polymer (FRP) förändrar landskapet för brobyggande.
Traditionella broar gjorda av armerad betong och stålkonstruktioner har länge plågats av rost och betongnedbrytning, vilket inte bara förkortar broarnas livslängd utan också potentiellt leder till allvarliga säkerhetsrisker. Detta problem är särskilt akut i kustområden med hög koncentration av kloridjoner, där korrosion av broar är ett betydande problem. Att förbättra brodäckens hållbarhet har därför blivit en stor utmaning inom broteknik.
FRP anses vara ett idealiskt material för att förbättra hållbarheten hos broar på grund av dess utmärkta korrosionsbeständighet. FRP-brosystem finns i allmänhet i två typer: helt FRP-strukturer och FRP-betongkompositdäck, med en mängd olika tvärsnittsformer. Jämfört med traditionella armerade betongdäck erbjuder FRP-däck många fördelar: de är prefabricerade i fabriker, lätta och snabba att installera; de motstår effektivt korrosion från issalt, havsvatten och kloridjoner, vilket minskar underhållskostnaderna; deras låga vikt minskar belastningen på bärande strukturer; som ett elastiskt material kan de återgå till sitt ursprungliga tillstånd under enstaka överbelastningar; och de har bra utmattningsprestanda. I praktiska tillämpningar används FRP-däcksystem inte bara i nya brokonstruktioner utan är också lämpliga för renovering av gamla broar, som ersätter traditionella betongdäck. Detta minskar inte bara vikten på däcket utan ökar också bryggans bärförmåga och korrosionsbeständighet.
De bärande egenskaperna hos FRP-brodäck inkluderar huvudsakligen böjmoment, skjuvkrafter och lokalt tryck. Ett helt FRP-däck består typiskt av övre och undre FRP-skal och en bana, med den övre skallagerkompressionen, den nedre skallagerspänningen och banan som i första hand motstår skjuvkrafter samtidigt som den förbinder de övre och nedre skinnen. I FRP-betong/träkompositdäck placeras betong eller trä i kompressionszonen medan FRP huvudsakligen bär spänning. Skjuvkrafterna mellan dem överförs genom skjuvkopplingar eller adhesiva metoder. Under lokal belastning upplever FRP-däck också böjnings-, stansnings- eller krosskrafter; asymmetriska belastningar genererar också vridning på sektionen. Eftersom FRP är ett anisotropiskt och icke-homogent material, måste dess mekaniska prestandaparametrar bestämmas genom laminatdesign, vilket gör designen av FRP-däck relativt komplex, vilket kräver nära samarbete mellan designers och professionella FRP-leverantörer.
Det finns flera typer av brodäck av FRP, som kan kategoriseras i fem huvudtyper: Typ A är FRP sandwichpaneler; Typ B är sammansatta ihåliga plattor av FRP-profiler; Typ C är FRP-frontskivor med profilerade ihåliga paneler; Typ D är FRP-betong/träkompositpaneler; och typ E är helt FRP-överbyggnader. Dessa typer av FRP-brosystem har använts i flera tekniska projekt.
Fördelarna med FRP-brosystem inkluderar deras lätta, starka korrosionsbeständighet, snabba installation, höga strukturella hållfasthet och låga totala underhållskostnader. Speciellt när det gäller vikten är brodäck av FRP 10 % till 20 % lättare än traditionella armerade betongdäck, vilket innebär att de kan förbättra broarnas bärförmåga och livslängd. Dessutom, på grund av korrosionsbeständigheten hos FRP, presterar däcken exceptionellt bra mot utmaningar med is, snö eller saltvatten som används för avisning i kalla områden, med en förväntad livslängd på 75 till 100 år. Dessutom, på grund av den höga hållfastheten hos FRP-material, är deras designkrav ofta strängare än traditionella material, men faktiska testdata visar att prestandan hos FRP-brodäck vida överstiger specifika krav, vilket säkerställer en hög säkerhetsfaktor.
Det finns dock vissa nackdelar med brodäck i FRP, såsom höga råmaterialkostnader, och varje bro kräver individuell design. Eftersom FRP-tekniken är relativt ny innebär detta att ytterligare designkostnader krävs. Dessutom, på grund av de betydande strukturella skillnaderna i brodäck av FRP för varje bro, måste tillverkare skapa individuella formar eller utveckla tillverkningsprocesser för varje projekt, vilket leder till lägre produktionsvolymer. Trots dessa utmaningar erbjuder tillämpningen av brodäck i brodäck i broteknik fortfarande ett brett utvecklingsperspektiv.