Dans les projets de renforcement de ponts, les enveloppes en polymère renforcé de fibres (PRF) sont principalement utilisées pour renforcer les éléments de base et les joints des ponts en béton. L'effet du renforcement vise principalement à améliorer la résistance à la flexion, la capacité portante au cisaillement et la capacité portante en compression axiale de l'élément comprimé. De plus, pour améliorer la rigidité et la ductilité de l'élément, la largeur des fissures de l'élément en béton armé peut être contrôlée.

Analyse des contraintes du renforcement structurel par enveloppe en polymère renforcé de fibres (PRF).

• Comparé aux autres méthodes de renforcement traditionnelles, l'utilisation de PRFC pour renforcer les ponts anciens permet de minimiser la répartition des contraintes de la structure d'origine, garantissant ainsi la force d'assemblage de la structure dans les limites de la charge de conception.

• Le tissu en fibre de carbone, doté d'excellentes propriétés de traction, est collé à la base du corps de la poutre ou à la paroi intérieure du caisson par un matériau de liaison. Il participe ainsi à la force de la structure d'origine. Il peut ainsi supporter la tension avec la barre d'acier de la structure d'origine, améliorant ainsi la capacité portante du pont ancien.

• Le tissu en fibre de carbone est collé dans la direction de la contrainte de traction principale ou dans la direction orthogonale de la fissure. Des ancrages sont placés aux deux extrémités. Ainsi, les fissures à la surface du béton peuvent être contenues et empêchées de se dilater, ce qui permet d'améliorer la rigidité en flexion des composants, de réduire leur déflexion et d'améliorer l'état de contrainte du corps de la poutre.

• Les fibres de carbone utilisées pour le renforcement sont les suivantes : tissu de fibre de carbone unidirectionnel, tissu de fibre de carbone unidirectionnel, tissu de fibre de carbone entrelacé bidirectionnel et stratifié de fibre de carbone unidirectionnel. Le tissu de fibre de carbone correspondant est sélectionné en fonction des différents éléments structurels, des caractéristiques de contrainte et de la direction.

  
  

  
  

• Les éléments en béton armé de polymères renforcés de fibres de carbone (PRFC) peuvent également influencer les modes de rupture des éléments en flexion en améliorant leur résistance à la flexion. Une quantité excessive de tissu en fibres de carbone modifie le mode de rupture du composant, passant d'une rupture par rupture de la fibre de carbone à un écrasement brutal du béton. De plus, la fibre de carbone étant un matériau totalement élastique, son assemblage avec l'acier d'armature affaiblit la ductilité du béton armé en raison de ses propriétés plastiques. Une quantité excessive de tissu en fibres de carbone réduit la ductilité des composants. Par conséquent, lors du renforcement et de la consolidation d'un pont à poutres en béton armé avec du PRFC, celui-ci doit être utilisé de manière rationnelle, en fonction de la situation réelle.

• Un pont ancien renforcé par du tissu en fibres de carbone est instable et sa capacité portante ultime ne peut être définie selon la définition du béton armé ordinaire. La capacité portante en flexion doit être calculée en fonction des 2/3 de la résistance à la traction de la fibre de carbone.

• Le PRFC peut améliorer la résistance au cisaillement des poutres en béton. Le mécanisme est similaire à celui de l'étrier. Il peut également améliorer les propriétés de déformation des composants et renforcer la capacité anti-déformation des éléments.