Renforcement du pont

Situation générale du pont-fossé arrière

Le pont-fossé arrière est un petit pont situé sur la ligne nationale 308, sous la juridiction de notre bureau. Il a été construit en 1989. Sa structure supérieure est constituée d'une dalle alvéolée simple et sa partie inférieure d'une pile à poutres de tête de pile. Sa portée totale est de 3 x 10 mètres et sa largeur totale est de 0,5 + 17 + 0,5. La ligne G308 étant une ligne principale importante du projet de transport de charbon Ouest-Est, elle subit une charge et un trafic importants. Afin de résoudre les problèmes de circulation de plus en plus graves, la ligne a été reconstruite en 2002. La chaussée a été élargie de 10 à 15 mètres et le tablier du pont de 11 à 17 mètres. Limité à la capitale, l'ancien tablier est toujours utilisé sur la partie ancienne du pont. Au fil du temps, les problèmes de santé du pont se sont accrus. En 2007, le Centre provincial d'inspection des ponts l'a classé parmi les trois types de ponts. Les principaux défauts de l'ancienne dalle du tablier du pont sont la présence de fissures transversales et longitudinales, principalement à la base.

Causes des problèmes

1. Les principales causes des fissures sont la fine couche protectrice de béton à la base de la dalle, la corrosion des armatures et la dilatation du béton.

2. Avec le vieillissement du pont, des fissures de dommages cumulés apparaissent dans le béton de la dalle, provoquant des fissures, la corrosion de l'acier et une aggravation de la fissuration du béton.

Mesures correctives

Face aux problèmes du pont, en juillet 2008, le service d'entretien du Bureau des autoroutes de Liaocheng, l'Institut de topographie, le Centre provincial d'inspection des ponts et d'autres experts concernés ont décidé, lors de la consultation sur le pont, de coller du tissu en fibre de carbone pour renforcer le pont afin d'assurer sa capacité portante et la sécurité routière.

Caractéristiques du renfort en tissu de fibre de carbone

La fibre de carbone est un nouveau type de matériau de construction léger, très résistant, résistant à la corrosion et facile à construire. Il s'adapte à une variété de structures aux formes complexes et n'altère ni la taille ni l'apparence de la structure. De plus, le renfort en tissu de fibre de carbone ne nécessite pratiquement aucun entretien, ce qui réduit les coûts de maintenance.

En fonction du degré d'endommagement de chaque bloc, les plans de construction suivants sont élaborés.

Détermination de l'étendue du traitement :

1. Tablier de pont avec trois tissus de fibre de carbone.

Premier trou : deuxième, quatrième, cinquième, septième, septième, huitième plaques.

Deuxième trou : troisième, quatrième, septième, onzième plaques.

Troisième, sixième et neuvième trous dans le troisième trou.

2. Tablier de pont avec deux tissus de fibre de carbone.

Premier trou : onzième, douzième planches.

Deuxième trou : premier, douzième planches.

Douze trous dans le troisième trou.

3. Étapes de la pose de tissu en fibre de carbone

3.1 Technique de construction

Préparation de la construction, traitement de surface du béton structurel, préparation de l'apprêt au pinceau, réparation de la surface avec des matériaux de nivellement, préparation de la résine imprégnée au pinceau, application de la toile de carbone, traitement de protection de surface

3.2 Traitement des défauts de surface du béton

3.2.1 Nettoyer la surface du béton (nid d'abeille, surface en lin, corrosion, écaillage, altération, boue flottante, saleté, etc.) à l'aide d'une meuleuse ou d'une meule.

3.2.2 Vérifier la barre d'acier exposée, la rouille et l'oxydation, puis appliquer la peinture rouge Dan au pinceau.

3.2.3 Réparer les fissures. La résine époxy d'injection est utilisée pour sceller les fissures de largeur inférieure à 0,2 mm, et la résine époxy pour sceller les fissures de largeur supérieure à 0,2 mm.

3.2.4 Le positionnement et le marquage du tissu en fibre de carbone doivent être effectués conformément aux exigences de conception.

3.2.5 Les parties saillantes de la surface du composant dues à la construction doivent être poncées à l'aide d'une polisseuse ou d'une meule, la différence de hauteur ne devant pas dépasser 1 mm.

3.2.6 Les bords et les angles de la surface des composants doivent être arrondis à l'aide d'une polisseuse. Le rayon des angles arrondis doit être supérieur à 30 mm et supérieur à 20 mm.

3.2.7 Pour les parties défectueuses de la surface du béton, après avoir retiré le béton non adhérent, réparez la surface avec du mortier de béton de la résistance du composant d'origine.

3.2.8 Utilisez de l'eau à haute pression ou de l'air comprimé pour éliminer la poussière à la surface du composant et le sécher complètement.

3.3 Colle de base de revêtement

3.3.1 Après avoir pesé avec précision l'agent principal et le durcisseur préparés selon les exemples chimiques, versez-les dans le récipient et mélangez-les uniformément. La première quantité de mélange doit être utilisée dans le temps imparti. Si la quantité dépasse le temps imparti, elle ne doit pas être utilisée.

3.3.2 Appliquer l'apprêt uniformément au pinceau rouleau. Si deux couches sont nécessaires, appliquer la seconde après séchage complet du premier doigt.

3.3.3 indique la variation du temps de séchage entre 3 heures et 1 jour en fonction des températures.

3.3

.4 Une fois la semelle durcie, si un gonflement apparaît à la surface du composant, il doit être lissé à l'aide d'une meuleuse ou d'un papier de verre.

3.3.5 Choisir une colle de fond adaptée à la température et à l'humidité du chantier. À une température de 5 °C, avec une humidité relative supérieure à 85 %, une humidité de la surface du béton supérieure à 8 %, ou en cas de pluie ou de condensation, sans mesures de protection efficaces, la construction est interdite.

3.4 Colle de nivellement

3.4.1 Le PRFC ne peut assurer un bon renforcement qu'en contact étroit avec la surface du béton armé. La surface des composants tels que les nids d'abeilles, les surfaces en chanvre, les petits trous, etc., peut provoquer un gonflement dû à une mauvaise adhérence des matériaux en fibre de carbone. La colle de nivellement est utilisée pour combler et réparer la surface afin de la rendre lisse.

3.4.2 Appliquer la colle de nivellement après grattage, nivellement des lignes rugueuses et ponçage au papier de verre.

3.5 Collage du tissu en fibre de carbone

3.5.1 Afin d'éviter d'endommager la fibre de carbone, celle-ci ne doit pas être trop pliée pendant le transport, le stockage, la découpe et le collage. Par conséquent, un coupe-fibres est utilisé pour couper le tissu en fibre de carbone aux dimensions spécifiées avant le collage, la longueur de chaque segment ne devant pas dépasser 6 m.

3.5.2 Avant la découpe, un ruban adhésif large doit être collé à l'endroit de la découpe et coupé au milieu pour garantir une découpe nette du tissu en fibre de carbone.

3.5.3 Avant le collage, s'assurer que les matériaux de réparation, tels que la colle à résine et la colle de nivellement, présents sur la surface de construction ont atteint un séchage par contact.

3.5.4 L'agent principal et le durcisseur de la résine imprégnée doivent être pesés avec précision selon les proportions spécifiées, versés dans le récipient et mélangés uniformément. Une quantité de mélange doit être utilisée dans le temps imparti et ne doit pas être utilisée au-delà de ce temps.

3.5.5 Avant le collage, étalez uniformément la résine imprégnée au rouleau sur la surface de la pâte, appelée sous-couche. Couche inférieure standard : tissu en fibre de carbone 200 g/m², 400 g-500 g/m² ; tissu en fibre de carbone 300 g/m², 600 g-700 g/m².

La quantité dépend du lieu de construction, du degré de rugosité et des variations. Les coins, les recouvrements de tissu en fibre et les zones de réparation incomplètes nécessitent une quantité supplémentaire.

3.5.6 Le joint longitudinal du tissu en fibre doit mesurer plus de 10 cm et la pièce doit être imprégnée de résine ; aucun recouvrement n'est requis.

3.5.7 Lors du collage, le collage doit être effectué de haut en bas et de gauche à droite, de manière ordonnée, sans laisser d'espace dans le tissu en fibre de carbone. Pour cela, le cylindre peut être roulé plusieurs fois sur le tissu en fibre de carbone dans le sens de la fibre afin que la résine imprégnée pénètre complètement dans la fibre. Les bulles d'air peuvent ensuite être éliminées à l'aide de la plaque de pression. Vérifiez immédiatement si la pièce est collée et compactée. Si un espace ou une bulle est détecté, traitez-le rapidement.

3.5.8 Après avoir collé le tissu en fibre de carbone pendant 30 à 60 minutes (selon le degré de séchage), le rouleau l'enduit uniformément de résine imprégnée. Le rouleau roule dans le sens de la fibre lors de l'application du revêtement. Norme de revêtement : tissu en fibre de carbone de 200 g/m² : 200-100 g/m² ; tissu en fibre de carbone de 300 g/m² : 300-200 g/m². Comme pour la couche de finition, utilisez la plaque de pression pour gratter dans le sens de la fibre 2 à 3 fois afin de remplir la fibre de résine imprégnée.

3.5.9 L'inspection du fût vide doit être effectuée dans les 3 à 4 heures suivant l'application. La vitesse de rotation du fût vide, la résistance à l'étirage et l'épaisseur de l'adhésif du tissu de fibres doivent être vérifiées conformément aux spécifications techniques pour le renforcement et la réparation des structures en béton avec des plaques de fibres de carbone unidirectionnelles.

3.6 Entretien

3.6.1 Après collage du tissu de fibres de carbone, celui-ci doit être maintenu naturellement pendant 24 heures pour atteindre le durcissement initial et s'assurer que ce durcissement n'est pas perturbé.

3.6.2 Après collage, le tissu de fibres de carbone doit atteindre la résistance nominale requise pour le maintien naturel : lorsque la température moyenne est supérieure à 20 °C, le temps de maintien naturel est d'une semaine.

3.7 Revêtement

3.7.1 Le revêtement doit être réalisé après le durcissement initial de la résine et doit être conforme aux normes et exigences de construction applicables aux revêtements utilisés.

3.7.2 Les matériaux de revêtement doivent être choisis en fonction des exigences des matériaux résistants aux intempéries et des matériaux réfractaires. Ils doivent être compatibles avec l'aspect et la couleur des composants de renforcement.

3.8 Exigences relatives aux matières premières et aux engins de chantier

3.8.1 Tous les matériaux de construction, y compris les tissus en fibre de carbone et les matériaux de cimentation, doivent respecter les exigences de conception, ce qui constitue le fondement de la garantie de la qualité du projet.

3.8.2 Les matériaux laminés ne doivent pas être posés à plat ni extrudés pendant le transport.

Stocker le tissu en fibre de carbone de manière à éviter tout dommage, et ne pas l'exposer au soleil ou à la pluie. Les matériaux de cimentation doivent être conservés dans leur emballage d'origine, non ouverts.

3.8.3 Les conteneurs, équipements de mélange, brosses, tambours et autres outils doivent être nettoyés régulièrement, sans laisser de résidus de ciment.

Analyse des effets de la construction

L'utilisation de tissu en fibre de carbone pour renforcer les ponts à poutres est pratique pour la construction, raccourcit les délais de construction et permet de réaliser des économies d'investissement. Une fois le projet terminé, l'observation et la mesure de la variation de déflexion de la dalle du pont lors du passage des poids lourds montrent une réduction significative des perturbations de la dalle. La déflexion maximale de la dalle mesurée avant armature est de 1,1 cm et la déflexion maximale après armature est de 0,7 cm, ce qui améliore considérablement la capacité portante de la dalle et garantit la sécurité routière. La durabilité d'un pont renforcé avec du tissu en PRFC dépend de la résistance à la rupture par vieillissement de la colle époxy. Nous suivrons et observerons l'état de service du pont renforcé avec du tissu CFRP et accumulerons de l'expérience pour renforcer les éléments en béton avec du tissu CFRP.