1 Visión general

En la actualidad, muchos puentes de hormigón armado necesitan refuerzo. El método típico de refuerzo es unir miembros de tracción a la superficie de los componentes originales, como placas de acero, barras de refuerzo y tela de carbono. En la última década, como material de refuerzo, el "polímero reforzado con fibra" (FRP) ha sido cada vez más favorecido por los ingenieros, principalmente debido a su peso ligero, alta resistencia, suave y fácil de operar y buena resistencia a la corrosión. Un puente reforzado con fibra de carbono (CFRP) puede mejorar significativamente su resistencia a la flexión. Sin embargo, la razón principal de la duda es que la fibra de carbono es fácil de abrir.

La investigación muestra que cuando la tensión de CFRP alcanza aproximadamente el 50% de su resistencia a la tracción, se producirá el desprendo de pegamento y el refuerzo falla. Como resultado, la resistencia a la tracción de la fibra de carbono es solo la mitad, y la otra mitad se desperdicia.

La capacidad del hormigón para resistir la tensión y el cizallamiento es baja, lo que limita el desarrollo de la capacidad de CFRP. En términos generales, la apertura del pegamento comienza a partir de las grietas de corte del concreto. Estas grietas se producen en la interfaz entre el hormigón y CFRP, o en la altura de la barra de acero de tracción. Con el fin de dar un juego completo al potencial de tracción del material y evitar que se desprenda el pegamento, los ingenieros y técnicos han adoptado muchos métodos de anclaje, entre los cuales el efecto de aumentar la longitud de unión de la fibra de carbono para resistir la caída del pegamento no es obvio.

2 Métodos de anclaje existentes

2,1 U wrap hoop anclaje

Cuando las vigas en U se fortalecen con CFRP, los anclajes a menudo se unen a los extremos de la tela de carbono. El aro U en sí también es un paño de carbono con un ancho de 10cm ~ 20cm. La tira de carbono se pasa alrededor de la parte inferior de la viga y se pega en el lado de la viga, mostrando una forma de U. Si las condiciones lo permiten, se puede usar tela de carbono para rodear todo el haz, y el efecto será mejor.

En la actualidad, a menudo se agrega un aro en ambos extremos de la fibra de carbono, pero el estudio señala que el efecto de anclaje no es bueno. Debe instalarse un aro en forma de U multicanal a lo largo de toda la longitud de la tela de fibra de carbono, preferiblemente un aro por metro. El área del tramo medio es la sección que se desprende más fácilmente, y se deben agregar aros. El aro en U cerca del soporte debe extenderse lo más lejos posible, de modo que se pueda lograr el efecto de cizallamiento.

2,2 método de incrustación de placa de carbono

El tablero de fibra de carbono en lugar de tela de carbono se adopta en el método. La sección de la placa de carbono se puede determinar según el requisito. El tamaño comúnmente utilizado es de 1cm ~ 2cm, el grosor es de 1,4mm ~ 2mm y la longitud es ilimitada. En primer lugar, se coloca una ranura en la capa protectora de hormigón. El ancho de la ranura es ligeramente mayor que el ancho de la placa. Las ranuras se limpian y se llenan con resina epoxi, luego se incrusta la placa de carbono, la resina epoxi se extruye y finalmente se alisa y se recorta. Debido a que la placa de carbono tiene tres superficies de contacto con el concreto (solo una superficie de contacto está cubierta con tela de carbono), se puede unir firmemente y se reduce el trabajo de tratamiento de la superficie del concreto.

2,3 método de anclaje de uñas de equitación

El método de anclaje de "clavo de montar" es presionar un "clavo de montar" a lo largo de la longitud de la tela de carbono cada 30 cm después de pegar tela de carbono o placa de carbono. Los clavos de acero se perforan en el concreto a lo largo de ambos lados del paño de carbono, y las pequeñas placas de acero se presionan firmemente contra el paño de carbono para anclarlo.

El material utilizado para el "anclaje de haz de fibras" es el mismo que el del método de anclaje de aro en U. Primero, se corta un manojo de fibra de carbono de acuerdo con la longitud requerida, y el haz de fibras se sumerge en resina epoxi para su uso, y la sección de refuerzo se perfora para la inserción del clavo del haz de fibras. Luego pegue la placa de carbono (tela) para cubrir el agujero. Después de que la resina epoxi del haz de fibras no se solidifica, se inserta en el orificio a través de una tela de carbono. Finalmente, el extremo expuesto del haz de fibras se extiende horizontalmente y se pega en la placa de carbono, que es circular o en forma de hombro (ver Figura 1).

Para lograr el efecto de anclaje ideal, es necesario estudiar algunos parámetros, como la profundidad de perforación, el diámetro, la forma aplanada, etc.

4 Conclusión

Cuando se usa CFRP para reforzar vigas, si CFRP no está fijo, el pegamento se romperá y la fuerza de tracción del CFRP es solo la mitad de su capacidad de tracción. Después del anclaje con "anclaje de haz de fibra", el potencial de tracción se puede poner en pleno juego, la capacidad de flexión de las vigas reforzadas se puede mejorar efectivamente y se puede ahorrar la cantidad de materiales.

La profundidad del orificio del "anclaje de haz de fibra" debe cumplir con el requisito de no menos de 5 cm de hormigón. Esta profundidad no solo puede garantizar una buena transmisión de fuerza, sino que también garantiza que la capa protectora de hormigón no se desconchará. Además, los anclajes del haz de fibras se adhieren al principio de fino y denso, con una fuerza de transmisión uniforme y un buen efecto de anclaje. Fijando con precisión el anclaje del haz de fibras puede dar un juego completo a su capacidad de tracción, incluso si se produce el fenómeno de apertura del pegamento, el anclaje aún puede transmitir la fuerza de tracción de la tela de carbono al concreto.