ข่าว
01
ชั้นสะพาน FRP: วัสดุปฏิวัติในการก่อสร้างสะพาน
08-08-2023 17:29:17น
Lorem Ipsum เป็นเพียงข้อความจำลองของอุตสาหกรรมการพิมพ์และการเรียงพิมพ์ Lorm Ipsum เป็นข้อความจำลองมาตรฐานของอุตสาหกรรม โดยนำตัวพิมพ์มาเรียงกันเป็นหนังสือตัวอย่าง Lorem Ipsum เป็นเพียงข้อความจำลองของการพิมพ์และการเรียงพิมพ์ Lorem Ipsum เป็นเพียงข้อความจำลองของอุตสาหกรรมการพิมพ์และการเรียงพิมพ์ Lorem Ipsum เป็นเพียงข้อความจำลองของอุตสาหกรรมการพิมพ์และการเรียงพิมพ์
การใช้ชั้นสะพานโพลีเมอร์เสริมไฟเบอร์ (FRP) กำลังเปลี่ยนภูมิทัศน์ของการก่อสร้างสะพาน
สะพานแบบดั้งเดิมที่ทำจากคอนกรีตเสริมเหล็กและโครงสร้างเหล็กประสบปัญหาสนิมและการเสื่อมสภาพของคอนกรีตมายาวนาน ไม่เพียงแต่ทำให้อายุการใช้งานของสะพานสั้นลงเท่านั้น แต่ยังอาจนำไปสู่อันตรายด้านความปลอดภัยขั้นรุนแรงอีกด้วย ปัญหานี้รุนแรงเป็นพิเศษในพื้นที่ชายฝั่งทะเลที่มีความเข้มข้นของคลอไรด์ไอออนสูง ซึ่งการกัดกร่อนของสะพานเป็นปัญหาสำคัญ ดังนั้นการปรับปรุงความทนทานของพื้นสะพานจึงกลายเป็นความท้าทายที่สำคัญในงานวิศวกรรมสะพาน
FRP ถือเป็นวัสดุในอุดมคติที่จะเพิ่มความทนทานของสะพานเนื่องจากทนทานต่อการกัดกร่อนได้ดีเยี่ยม โดยทั่วไประบบสะพาน FRP มีสองประเภท: โครงสร้าง FRP ทั้งหมด และแผ่นคอมโพสิตคอนกรีต FRP ที่มีรูปแบบหน้าตัดที่หลากหลาย เมื่อเปรียบเทียบกับพื้นคอนกรีตเสริมเหล็กแบบเดิม พื้น FRP มีข้อดีมากมาย: เป็นพื้นสำเร็จรูปในโรงงาน น้ำหนักเบา และติดตั้งได้รวดเร็ว ต้านทานการกัดกร่อนจากเกลือน้ำแข็ง น้ำทะเล และคลอไรด์ไอออนได้อย่างมีประสิทธิภาพ ช่วยลดต้นทุนการบำรุงรักษา น้ำหนักเบาช่วยลดภาระบนโครงสร้างรองรับ เนื่องจากเป็นวัสดุยืดหยุ่น จึงสามารถกลับสู่สถานะเดิมได้ภายใต้การโอเวอร์โหลดเป็นครั้งคราว และมีคุณสมบัติในการล้าที่ดี ในการใช้งานจริง ระบบดาดฟ้า FRP ไม่เพียงแต่ใช้ในการก่อสร้างสะพานใหม่เท่านั้น แต่ยังเหมาะสำหรับการตกแต่งสะพานเก่า แทนที่ดาดฟ้าคอนกรีตแบบเดิมอีกด้วย ซึ่งไม่เพียงแต่ช่วยลดน้ำหนักของกระดานเท่านั้น แต่ยังช่วยเพิ่มความสามารถในการรับน้ำหนักและความต้านทานการกัดกร่อนของสะพานอีกด้วย
ลักษณะการรับน้ำหนักของพื้นสะพาน FRP ส่วนใหญ่ได้แก่ โมเมนต์การโก่งตัว แรงเฉือน และแรงกดเฉพาะจุด โดยทั่วไปแล้ว สำรับ FRP ทั้งหมดจะประกอบด้วยสกิน FRP ด้านบนและด้านล่างและแผ่นใย โดยมีการบีบอัดแบริ่งของผิวหนังด้านบน ความตึงของแบริ่งของผิวหนังด้านล่าง และแผ่นใยจะต้านทานแรงเฉือนเป็นหลักในขณะที่เชื่อมต่อผิวหนังด้านบนและด้านล่าง ในพื้นคอนกรีตผสมเสร็จ FRP/ไม้ คอนกรีตหรือไม้จะถูกวางไว้ในบริเวณแรงอัด ในขณะที่ FRP ส่วนใหญ่จะรับแรงดึง แรงเฉือนระหว่างแรงเหล่านั้นจะถูกถ่ายโอนผ่านขั้วต่อแรงเฉือนหรือวิธีการติดกาว ภายใต้ภาระเฉพาะที่ แผ่น FRP ยังต้องเผชิญกับการโค้งงอ แรงเฉือนแบบเจาะ หรือแรงบดอัด โหลดที่ไม่สมมาตรยังสร้างแรงบิดในส่วนนี้ด้วย เนื่องจาก FRP เป็นวัสดุแอนไอโซโทรปิกและไม่เป็นเนื้อเดียวกัน จึงต้องกำหนดพารามิเตอร์ประสิทธิภาพเชิงกลผ่านการออกแบบลามิเนต ซึ่งทำให้การออกแบบแผ่น FRP ค่อนข้างซับซ้อน ซึ่งต้องอาศัยความร่วมมืออย่างใกล้ชิดระหว่างนักออกแบบและซัพพลายเออร์ FRP มืออาชีพ
มีดาดฟ้าสะพาน FRP หลายประเภท ซึ่งสามารถแบ่งได้เป็น 5 ประเภทหลัก: ประเภท A คือแผงแซนวิช FRP; Type B ประกอบแผ่นกลวงของโปรไฟล์ FRP Type C คือแผ่นหน้า FRP ที่มีแผงแกนกลวงแบบทำโปรไฟล์ ประเภท D คือแผ่นคอนกรีตผสมเสร็จ/แผ่นไม้ และ Type E คือโครงสร้างส่วนบน FRP ทั้งหมด ระบบสะพาน FRP ประเภทนี้ถูกนำไปใช้ในโครงการวิศวกรรมหลายโครงการ
ข้อดีของระบบสะพาน FRP ได้แก่ น้ำหนักเบา ทนทานต่อการกัดกร่อนสูง การติดตั้งรวดเร็ว ความแข็งแรงของโครงสร้างสูง และค่าบำรุงรักษาโดยรวมต่ำ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในแง่ของน้ำหนัก พื้นสะพาน FRP มีน้ำหนักเบากว่าพื้นคอนกรีตเสริมเหล็กแบบดั้งเดิมถึง 10% ถึง 20% ซึ่งหมายความว่าสามารถเพิ่มความสามารถในการรับน้ำหนักและอายุการใช้งานของสะพานได้ นอกจากนี้ เนื่องจากความต้านทานการกัดกร่อนของ FRP กระดานจึงทำงานได้ดีเป็นพิเศษกับความท้าทายของน้ำแข็ง หิมะ หรือน้ำเค็มที่ใช้ในการกำจัดน้ำแข็งในพื้นที่หนาวเย็น โดยมีอายุการใช้งานที่คาดหวังไว้ที่ 75 ถึง 100 ปี นอกจากนี้ เนื่องจากวัสดุ FRP มีความแข็งแรงสูง ข้อกำหนดในการออกแบบจึงมักจะเข้มงวดกว่าวัสดุแบบดั้งเดิม แต่ข้อมูลการทดสอบจริงแสดงให้เห็นว่าประสิทธิภาพของแผ่นสะพาน FRP นั้นเกินข้อกำหนดเฉพาะอย่างมาก ทำให้มั่นใจได้ถึงปัจจัยด้านความปลอดภัยในระดับสูง
อย่างไรก็ตาม มีข้อเสียบางประการสำหรับดาดฟ้าสะพาน FRP เช่น ต้นทุนวัตถุดิบที่สูง และสะพานแต่ละแห่งต้องมีการออกแบบเฉพาะตัว เนื่องจากเทคโนโลยี FRP ค่อนข้างใหม่ จึงจำเป็นต้องมีต้นทุนการออกแบบเพิ่มเติม นอกจากนี้ เนื่องจากความแตกต่างทางโครงสร้างที่สำคัญในส่วนสะพาน FRP สำหรับแต่ละสะพาน ผู้ผลิตจึงจำเป็นต้องสร้างแม่พิมพ์แยกกันหรือพัฒนากระบวนการผลิตสำหรับแต่ละโครงการ ส่งผลให้ปริมาณการผลิตลดลง แม้จะมีความท้าทายเหล่านี้ แต่การประยุกต์ใช้ดาดฟ้าสะพาน FRP ในงานวิศวกรรมสะพานยังคงนำเสนอโอกาสในการพัฒนาในวงกว้าง