في بناء الجسور، وخاصة بالنسبة لمشاريع الجسور ذات الخدمة الشاقة والطويلة الأمد والبيئة القاسية، فإن اختيار تكنولوجيا البناء يحدد مباشرة جودة المشروع، وعمر الخدمة، والتكلفة الشاملة. كتكنولوجيا أساسية في هندسة الجسور الحديثة،تكنولوجيا الخرسانة الجاهزة للبناء)، أصبح تدريجيا الحل المفضل للعديد من مشاريع الجسور الكبيرة نظرا لخصائصه التقنية الفريدة. تحلل هذه المقالة بعمق مزايا البناء الأساسية للجسور الخرسانية بعد التوتر، وتشرح لماذا تبرز في الصناعة وتصبح خيارا لا غنى عنه لبناء الجسور عالية المعايير مع مطابقة شكل الجسر.

1. تحسين القدرة الإنشائية

تقوم تكنولوجيا ما بعد الشد بتطبيق الضغط المسبق على منطقة شد الخرسانة مقدمًا من خلال الضغط المسبق، الذي يعوض ضغط الشد الناتج عن الأحمال أثناء مرحلة الخدمة، وبالتالي يكسر حد تحمل هياكل الخرسانة المسلحة العادية. وهو مناسب بشكل خاص لسيناريوهات التطبيق للخدمة الشاقة وطويلة المدى، ويمكن أن يعطي مجالاً كاملاً للأداء الهيكلي بالتعاون معأشكال الجسور الخرسانية عالية الجودة.

على سبيل المثال: اعتمد التصميم الأصلي لجسر الشحن ذي الخط الخاص على العوارض الخرسانية المسلحة العادية بسعة حمل قصوى تبلغ 300 كيلو نيوتن/محور لعارضة واحدة، والتي لا يمكن أن تلبي متطلبات المرور لقطارات الخدمة الشاقة مع 490 كيلو نيوتن/محور. بعد استبدالها بعوارض خرسانية سابقة الإجهاد بعد الشد وتحسين تصميم الأوتار السابقة الإجهاد (يتم ترتيب 16 خيوط فولاذية لكل عارضة) مع الدعم الدقيق للأشكال الفولاذية للجسر المخصصة، يتم زيادة قدرة محمل عارضة واحدة إلى 500 كيلو نيوتن/محور. أظهرت بيانات المراقبة بعد 6 سنوات من التشغيل أن قيمة الإجهاد القصوى لجسم العارضة هي 120με (حد التصميم 200με)، والاستقرار الهيكلي هو 40 ٪ أفضل من أجسام العارضة العادية، ولم يحدث تراكم التشوه الناجم عن التحميل الزائد.

2. تعزيز مقاومة الشقوق الهيكلية

يجعل الضغط قبل الانضغاطي الخرسانة في حالة ضغط قبل تحمل الحمل، مما يمنع بشكل أساسي توليد الشقوق، ويقلل من قنوات التسلل للوسائط المسببة للتآكل مثل أيونات الماء والكلوريد، ويحسن بشكل كبير من متانة الهيكل في البيئات القاسية. يمكن أن يضمن تشكيل الجسر عالي الدقة جودة تشكيل الأعضاء الملموسة، وجنبًا إلى جنب مع تقنية ما بعد الشد، فإنه يبني ضمانة مزدوجة لأداء هياكل الجسر ضد التشقق.

على سبيل المثال: اعتمد جسر عبر البحر في مدينة ساحلية تكنولوجيا البناء بعد الضغط، وتم تطبيق إجهاد ما قبل الضغط بمقدار 0.7 ميجا باسكال على جسم العارضة لمقاومة تأثير تآكل مياه البحر والدورة الرطبة الجافة. ويبين الكشف بعد 10 سنوات من التشغيل أن أقصى عرض لشق جسم العارضة بعد الشد هو 0.08 ملم فقط (حد الشفرة 0.2 ملم)، ومعدل تآكل القضيب الفولاذي هو 0.02 ملم في السنة ؛ )، بينما بلغ عرض صدع الجسر المقرب من الخرسانة المسلحة العادي المبني في نفس الفترة 0.3 ملليمتر، ويبلغ معدل تآكل قضيب الصلب 0.06 ملليمتر في السنة، أي ثلاثة أضعاف معدل تآكل هيكل العارض اللاحق للتوتر. يمكن أن يصل عمر التحمل المتوقع لجسم العارضة بعد التوتر إلى 50 عامًا، وهو ما يتجاوز بكثير العمر التصميمي لجسم العارضة العادي الذي يبلغ 30 عامًا.

3. الحفاظ على المواد والحد من الوزن الميت الهيكلي

تعمل تقنية ما بعد الشد على تحسين الإجهاد الإنشائي من خلال الإجهاد المسبق، وتقليل استهلاك المواد الزائدة، وتقليل الوزن النهائي الإنشائي مع ضمان القوة، وبالتالي تقليل حمل وتكلفة الهندسة الأساسية. ويمكن أن يؤدي التصميم المعقول لعمل الجسر إلى زيادة تحسين عملية الصب والتشكيل الخرسانية، والحد من النفايات المادية، وتحقيق التوفير المزدوج للمواد والتكاليف جنبا إلى جنب مع التكنولوجيا الإجهاد المسبق بعد الإجهاد.

على سبيل المثال: تبنى الجسر المقترب لجسر نهر يانغتسي عوارض خرسانية مستمرة بعد التوتر (تمتد على 50 متر). بالمقارنة مع مخطط الخرسانة المسلحة العادي لنفس الامتداد مع البناء المقابل لشكل الجسر الاحترافي السابق الضغط: انخفض استهلاك قضبان الصلب من 210 كيلوغراما لكل متر طولي إلى 140 كيلوغراما، بنقصان قدره 33 في المائة، مما يوفر 3.5 طن من قضبان الصلب على امتداد واحد (50 مترا) ؛ خفض استهلاك الخرسانة من 1.8 متر مكعب لكل متر خطي إلى 1.5 متر مكعب، أي انخفاض بنسبة 17 في المائة، مما يوفر 15 متر مكعب من الخرسانة لشق واحد ؛ )، يتم تخفيض حمولة الأساس بنسبة 22 ٪ بسبب انخفاض وزن العوارض الميتة، مما يقلل من قطر أساس كومة الرصيف من 1.8 متر إلى 1.5 متر، كما يتم تخفيض تكلفة تأسيس الرصيف الواحد بمقدار 28 ألف دولار أمريكي. وفر الجسر بأكمله (100 امتداد) أكثر من 2،800،000 دولار أمريكي من المواد وتكاليف التأسيس في المجموع.

للإنهاء

ومن تحسين قدرة التحمل وتعزيز المتانة إلى توفير التكاليف بشكل كبير، فإن مزايا تكنولوجيا الخرسانة بعد الإجهاد تعمل من خلال دورة الحياة الكاملة لبناء الجسر وتشغيله. مع المطابقة المثالية لأشكال الجسر عالية الجودة، يمكن ممارسة هذه المزايا التقنية بشكل أفضل، مما يؤدي إلى تحسين فعالية البناء وجودة مشروع هندسة الجسر. وليس من الصعب أن نفهم لماذا أصبح مخطط البناء الأساسي للجسور المتينة والجسور الطويلة. في المقالات التالية، سنركز على النقاط التقنية الرئيسية للبناء بعد التوتر، ونشرح كيفية الجمع بشكل فعال مع تشييد الجسر للحصول على هذه المزايا بثبات.