Le récent projet de pont Jun Shan à Wuhan a permis au système stratifié en PRFC précontraint de Horse Construction de bénéficier d'une application et d'un test sans précédent. Parallèlement, tout en se concentrant sur le développement d'un système de précontrainte plus compact et plus résistant, Horse Construction possède également une connaissance approfondie de la conception du renforcement du système en fibre de carbone précontrainte.

Tout d'abord, le système de laminé en PRFC précontraint diffère du système de torons d'acier précontraints. Il s'agit d'un mode de renforcement précontraint par adhérence. L'ancrage ne subit l'effet de précontrainte qu'une fois la tension terminée, et la charge de contrainte dépend de la connexion et de la transmission entre la feuille de fibres de carbone collée et la structure cible. Par conséquent, le système en fibres de carbone précontraintes peut être considéré comme une version « haute définition » du renforcement en polymère renforcé de fibres de carbone (PRFC). En ajustant les valeurs de précontrainte et de prédéformation du PRFC, la plaque de PRFC est soumise à la même contrainte que l'élément d'origine. Lorsque le composant d'origine atteint son état de renforcement ultime, le laminé en PRFC peut exploiter pleinement sa résistance à la traction. Parallèlement, les fissures et la déflexion des composants d'origine sont contrôlées dans la plage admissible.

La conception d'un système stratifié en PRFC précontraint peut s'appuyer sur deux principes :

Idée 1 : en fonction de la capacité portante en flexion requise par l'élément renforcé, la hauteur relative de la zone de compression à l'état limite après armature est calculée. L'aire de section en PRFC requise est ensuite obtenue par le bilan des forces de la section en flexion, puis les spécifications requises en PRFC sont sélectionnées. Les limites de fissuration et de flèche des éléments renforcés sous les charges de calcul sont alors considérées comme égales à 0,6-0,7 fois les valeurs de calcul de la résistance à la traction. Si la valeur numérique n'est pas conforme à la valeur prescrite, cela indique que la déformation de l'élément d'origine est trop importante. Il convient alors de concevoir selon le principe du contrôle des fissures ou de la flèche, et l'idée 2 peut être adoptée.

Idée 2 : le dimensionnement est réalisé en fonction des limites de fissuration et de fissure des éléments renforcés. L'idée principale repose sur la méthode du degré de précontrainte décrite au chapitre 7 de « Technologie du renforcement par précontrainte externe pour les ponts à poutres autoroutiers à appuis simples en béton armé ». La précontrainte est un paramètre décrivant l'intensité de la précontrainte, définie comme le rapport entre le moment du béton précontraint et le moment de service. Le degré de précontrainte approprié peut être déterminé pour différentes conditions de charge de conception initiales et cibles existantes. D'abord, selon la prévision de précontrainte, la précontrainte effective (contrainte normale du béton produite par la force de précontrainte) est estimée à partir de la précontrainte de la section transversale et de son bord inférieur. Ensuite, la force de précontrainte du composant de contre-tension est la valeur de contrainte de traction requise pour le PRFC précontraint. L'aire de la section transversale du PRFC est ensuite calculée en fonction de la valeur de conception de résistance à la traction de 0,6 à 0,7, et les spécifications requises pour le PRFC sont sélectionnées. Enfin, la capacité de flexion cible des composants requis est vérifiée, ainsi que les valeurs réelles de fissuration et de déflexion. Si la capacité de flexion des éléments requis n'est pas conforme aux exigences, le renforcement des éléments d'origine doit être contrôlé en fonction de la capacité portante, ce qui peut être utilisé pour la première idée de conception.

La différence entre les deux conceptions précédentes réside uniquement dans les méthodes différentes de prédiction de la surface de fibre de carbone (prévue par la capacité portante ou selon la fissuration et la déflexion). En réalité, les deux méthodes prennent en compte la différence de forme de conception du composant d'origine et la différence de forme de rupture du composant après augmentation de la capacité portante. Par exemple, si la section du composant d'origine est importante et le taux de renforcement faible, la déflexion du pont ne dépassera pas la norme grâce à la rigidité suffisante de la section ; il est donc plus judicieux d'utiliser la capacité de flexion comme variable cible pour le calcul.