Здания, промышленные предприятия, мосты и другие сооружения вдоль железнодорожных транзитных линий подвергаются переменным нагрузкам в течение длительных периодов времени, что делает их очень восприимчивыми к вибрационной усталости. Это проявляется как распространение бетонных трещин и разрыв расслоения армирующего слоя, что серьезно влияет на структурную безопасность.Плиты углеродного волокна, С их высокой прочностью на растяжение и низкой релаксацией, стали предпочтительным решением для улучшения сопротивления вибрационной усталости конструкций.

Выбор материала

Материалы являются основой устойчивости к вибрации и усталости, и совместимости между углеродными пластинами и клеями следует уделять особое внимание.

Плиты углеродного волокна

В условиях вибрации листы из углеродного волокна должны выдерживать повторяющиеся переменные нагрузки. Рекомендуется выбирать углеродные листы с высоким модулем упругости с модулем упругости ≥ 230 ГПа и прочностью на разрыв ≥ 3000 МПа. Эти листы имеют высокую однородность волокон, не имеют сломанных волокон и дефектов плавления и могут эффективно снизить риск концентрации напряжений. Одновременно усталостная долговечность углеродного листа должна соответствовать отраслевым стандартам; после 2 миллионов испытаний с переменной нагрузкой коэффициент удержания прочности на разрыв не должен быть менее 85%.

Клеи:

Адгезивный слой имеет решающее значение для сосуществования плит из углеродного волокна и бетона. Должен быть выбран жесткий эпоксидный клей с удлинением при разрыве ≥ 3%. Этот клей обладает усталостной стойкостью, влаго-и термостойкостью, а также устойчивостью к старению. Прочность на сдвиг соединения с плитами из углеродного волокна и бетоном составляет ≥ 3,0 МПа при комнатной температуре, а его характеристики стабильны в широком диапазоне температур от-20 ℃ до 60 ℃.

Конструкция армирования

Разумная конструкция может уменьшить повреждение вибрационных нагрузок к системе подкрепления. Ядро заключается в оптимизации силового пути и метода закрепления.

• Рекомендуется композиционная схема армирования, сочетающая полное склеивание и концевое крепление.

Чистое усиление склеивания склонно к расслаиванию конца под вибрационными нагрузками. Поэтому, механическим анкерным устройствам, как анкерные болты или прокладки стальной пластины, нужно быть добавленной к концам стальной плиты углерода. Ставя на якорь длина должна быть никакая чем 5 раз ширина стальной плиты углерода. Для компонентов с большим пролетом промежуточные точки крепления должны быть установлены в разделах с расстоянием, контролируемым между 1,5 и 2,0 метрами, чтобы сократить длину свободного раздела пластины из углеродистой стали и уменьшить амплитуду вибрации.

• Целевые Углеродного Волокна Пластины Расположение:

Для изгибных элементов: пластины из углеродного волокна расположены по всей длине зоны натяжения. Если существует зона отрицательного изгибающего момента, пластины из углеродного волокна следует удлинить не менее чем на 500 мм до края зоны отрицательного изгибающего момента, чтобы избежать резких изменений напряжений на концах.

Для подкрепления ножниц: Кольцевидные или U-образные плиты волокна углерода использованы для того чтобы обернуть член. Окружное дистанционирование отрегулировано согласно частоте вибрации-высокий частота, небольшой дистанционирование, вообще не превышая 200 мм, для увеличения влияния ограничения на бетоне.

Процесс строительства

Качество конструкции напрямую определяет эффект сопротивления усталости, и необходимо сосредоточиться на контроле трех ключевых аспектов: обработка основания, конструкция адгезивного слоя и конечная обработка.

Предварительная обработка подложки: высококачественная очистка для улучшения адгезии

Вибрационные нагрузки усиливают воздействие дефектов подложки. Бетонная поверхность требует последовательной обработки: шлифовка → удаление пыли → сушка. Измельчение до появления свежего заполнителя с погрешностью плоскостности поверхности ≤ 2 мм/м; использование воздушного пистолета высокого давления для удаления пыли, гарантируя отсутствие масляных или водяных пятен; содержание влаги в подложке регулируется ≤ 6%. Во влажных средах, влагостойкий праймер должен быть применен для того чтобы увеличить прилипание между адгезивным слоем и субстратом.

Применение клейкого слоя: равномерное нанесение для предотвращения появления полых областей

Используйте метод нанесения «толще посередине, тоньше по краям», контролируя толщину клеевого слоя до 1,5 ~ 2,5 мм. После прикрепления пластины из углеродного волокна используйте специальный ролик для катания по направлению волокна, чтобы удалить пузырьки воздуха, обеспечивая полая область ≤ 5% (одиночная полая площадь ≤ 100 см²). Структурные вибрационные помехи строго запрещены во время отверждения. Когда температура окружающей среды ниже 5 ℃, необходимо принять меры по изоляции, чтобы продлить время отверждения не менее 72 часов.