أجرت المقالة السابقة مناقشة مفصلة حول المبادئ الأساسية وخصائص البناء ونطاق التطبيق والمشاكل المشتركة للتكنولوجيا السابقة التركيز في بناء الجسور، موضحة القيمة الأساسية لهذه التكنولوجيا في تحسين سلامة هياكل الجسور ومتانتها واقتصادها. في هندسة الجسور الحديثة، تم تطبيق تكنولوجيا الإجهاد المسبق على نطاق واسع بسبب مزاياها الفريدة مثل تحسين قدرة تحمل الهيكلية، وتعزيز الاستقرار الهيكلي وإطالة عمر الخدمة.

1. اختيار وتطبيق خيوط الصلب السابقة الإجهاد

وكعنصر هام في تكنولوجيا الإجهاد المسبق، يرتبط اختيار واستخدام خيوط الصلب التي يتم الإجهاد المسبق ارتباطًا مباشرًا بفعالية الإجهاد المسبق. خيوط الصلب مسبقة الضغط هي منتجات الصلب الملتوية من أسلاك الصلب المتعددة، تتميز بقوة عالية وانخفاض الاسترخاء. ووفقاً لطرق معالجة الأسطح المختلفة، يمكن تقسيم خيوط الصلب المجهدة مسبقاً إلى أنواع غير مطلية ومجلفنة وأنواع أخرى. تستخدم جدائل الصلب للجسور غير المغطاة منخفضة الارتخاء والمجهدة مسبقًا على نطاق واسع في هندسة الجسور بسبب خصائصها الميكانيكية الممتازة ومقاومتها للتآكل. وعند اختيار خيوط فولاذية مضبوطة مسبقا، ينبغي مراعاة عوامل من قبيل الاحتياجات الفعلية لمشروع الجسر، وظروف البناء، وخصائص المواد. أولاً، من الضروري التأكد من أن قوة الجدائل الفولاذية تفي بمتطلبات التصميم لضمان قدرة الجسر على التحمل. ثانياً، ينبغي أن يؤخذ في الاعتبار أداء الاسترخاء للجداعم الفولاذية لتجنب الفقدان المفرط لما قبل الإجهاد الناتج عن الاسترخاء أثناء الاستخدام. وبالإضافة إلى ذلك، ينبغي النظر في مقاومة الجدائل الفولاذية للتآكل لضمان متانتها في البيئات المعقدة. تستخدم الخيوط الفولاذية مسبقة الضغط بشكل رئيسي في مناطق الشد من الجسور، مثل العوارض الخرسانية مسبقة الضغط والألواح الخرسانية مسبقة الضغط. عن طريق شد الجدائل الفولاذية، يمكن توليد الضغط قبل الانضغاطي داخل الخرسانة، وبالتالي تعويض إجهاد الشد الناجم عن الأحمال الخارجية وتحسين قدرة تحمل الهيكلية. ويمكن أيضاً استخدام خيوط فولاذية مسبقة الإجهاد في مشاريع تعزيز الجسور ؛ وزيادة عدد الجدائل الفولاذية مسبقة الضغط أو رفع شدة الشد يمكن أن تعزز من قدرة تحمل الجسر واستقراره.

2. اختيار وتطبيق المرساة المسبقة

المراسي مسبقة الضغط هي مكونات مهمة في الهياكل الخرسانية مسبقة الضغط، وتستخدم لتثبيت ونقل قوة شد الأوتار مسبقة الضغط. ووفقًا للهياكل والاستخدامات المختلفة، يمكن تقسيم المثبتات المضغوطة مسبقًا إلى مثبتات إسفينية ومثبتات سدادة مخروطية ومثبتات مربوطة وأنواع أخرى. مثبتات وسادة تشبك الأوتار المشددة من خلال إسفين وتنقل قوة الشد عن طريق الاحتكاك ؛ يمكن تثبيت السدادات المخروطية من خلال التثبيت المستدقي بين السدادة المخروطية والأوتار مسبقة الضغط ؛ المثبتات المربوطة تنقل قوة الشد عن طريق وضع مواد ربط خاصة بين الأوتار المشددة مسبقًا والخرسانة لتشكيل قوة ربط قوية. وعند اختيار المراسي التي سبق الضغط عليها، يجب النظر في عوامل مثل المتطلبات الهيكلية وظروف البناء وخصائص المواد. أولاً، من الضروري التأكد من أن قدرة حمل المراسي تفي بمتطلبات التصميم لضمان سلامة الجسر. ثانيا، يجب أن تؤخذ راحة بناء المراسي في الاعتبار لتجنب التأثير على تقدم البناء وجودته بسبب التركيب غير السليم للمراسي أثناء البناء. وبالإضافة إلى ذلك، يجب النظر في متانة المثبتات لضمان عدم تعطلها بسبب التآكل أو البلى أثناء الاستخدام على المدى الطويل. تستخدم المراسي مسبقة الضغط بشكل رئيسي في الهياكل الخرسانية للجسور مسبقة الضغط، مثل العوارض الخرسانية مسبقة الضغط والألواح الخرسانية مسبقة الضغط. يتم تثبيت الأوتار مسبقة الضغط في الخرسانة من خلال المثبتات ويتم نقل قوة الشد لتحقيق التأثير المسبق للضغط. وتقوم المراسي السابقة الضغط أيضا بدور هام في مشاريع تعزيز الجسور ؛ زيادة عدد المثبتات أو رفع ضغط الشد يمكن أن يعزز من قدرة تحمل واستقرار الجسر.

3. تحليل وحساب تأثير ما قبل الإجهاد

إن تحليل وحساب تأثير ما قبل الضغط هي الروابط الرئيسية في التكنولوجيا التي يتم الضغط عليها مسبقًا، والتي ترتبط مباشرة بفعالية التأثير المسبق وسلامة الجسر. تحليل تأثير ما قبل الإجهاد يشمل أساسا حساب فقدان ما قبل الإجهاد، وتوزيع الإجهاد للأوتار مسبقة الإجهاد وتأثير ما قبل الإجهاد على الأداء الهيكلي. ويشمل فقدان ما قبل الضغط بشكل رئيسي فقدان تشوه المرساة، وفقدان ارتخاء الأوتار المسبق الإجهاد، وانكماش الخرسانة وفقدان الزحف، وما إلى ذلك. عند حساب الخسارة قبل الإجهاد، يجب النظر في تأثير العوامل المختلفة مثل خصائص المواد، وظروف البناء والظروف البيئية. توزيع الإجهاد في الأوتار المجهدة مسبقا هو أحد المحتويات الهامة لتحليل الآثار السابقة للضغط ؛ )، فمن الضروري ضمان أن توزيع الإجهاد للأوتار مسبقة الإجهاد في الخرسانة موحد لتجنب تركيز الإجهاد المفرط. يتضمن حساب تأثير ما قبل الإجهاد بشكل أساسي حساب قوة شد الأوتار السابقة الإجهاد، وحساب قوة شد الخرسانة السابقة الإجهاد وحساب قدرة تحمل الهيكل. عند حساب قوة الشد للأوتار مسبقة الشد، يجب أخذ عوامل مثل معامل الاحتكاك في المثبّتات، معامل المرونة للأوتار مسبقة الشد وعملية الشد في الاعتبار. عند حساب ضغط الخرسانة المجهدة مسبقًا، عوامل مثل معامل مرونة الخرسانة، بويسون#39 ؛ يجب الأخذ بعين الاعتبار نسبة s وتوزيع الإجهاد للأوتار مسبقة الإجهاد. وعند حساب قدرة تحمل الهيكل، يجب النظر في عوامل مثل الأبعاد الهندسية للهيكل وخصائص المادة وتأثير ما قبل الضغط. تتضمن طرق حساب تأثير ما قبل الضغط بشكل رئيسي طرق الحساب النظري وطرق التحقق التجريبية. تنشئ طرق الحساب النظرية بشكل أساسي نماذج وصيغ رياضية لحساب تأثير ما قبل الإجهاد بدقة. طرق التحقق التجريبية تحقق من دقة وموثوقية نتائج الحساب النظري من خلال الاختبارات الفعلية. في الهندسة العملية، عادة ما يتم اعتماد مزيج من الحساب النظري والتحقق التجريبي لضمان دقة وموثوقية نتائج حساب تأثير ما قبل الإجهاد.

4. البناء المسبق للمنشآت الخرسانية المعززة

إن البناء المسبق للهياكل الخرسانية المسلحة هو أحد التطبيقات الهامة للتكنولوجيا السابقة في هندسة الجسور. ويلزم القيام بأعمال تحضيرية كافية قبل تنفيذ أعمال البناء المجهدة مسبقا. أولاً، الأوتار الضاغطة مسبقاً تحتاج إلى تنظيف ومعالجة لضمان أن أسطحها خالية من الشوائب مثل بقع الزيت والصدأ. ثانيا، يجب فحص المثبتات وقبولها لضمان أن جودتها تفي بمتطلبات التصميم. وبالإضافة إلى ذلك، يلزم إجراء فحص الجودة واختبار الأداء للخرسانة لضمان أن يفي أداؤها بمتطلبات التصميم. تشمل العملية التكنولوجية للبناء المسبق الإجهاد بشكل رئيسي شد الأوتار المسبقة الإجهاد، وتركيب وتثبيت المثبتات، وصب ومعالجة الخرسانة وغيرها من الخطوات. خلال شد الأوتار مسبقة الإجهاد، يجب التحكم في قوة الشد وتعديلها وفقا لمتطلبات التصميم لضمان توزيع الإجهاد الموحد للأوتار مسبقة الإجهاد. أثناء تركيب وتثبيت المثبتات، من الضروري التأكد من وضع المثبتات بدقة وتثبيتها بإحكام. أثناء صب الخرسانة ومعالجتها، يجب التحكم في سرعة صب الخرسانة وشدة اهتزازها لتجنب تلف الأوتار والمثبتات الضاغطة مسبقًا. وتشكل مراقبة جودة البناء بعد الإجهاد المسبق حلقة وصل رئيسية لضمان فعالية التشييد المسبق الإجهاد ؛ أثناء البناء، من الضروري التحكم والتفتيش الصارم لقوة الشد للأوتار مسبقة الضغط، وجودة التركيب من المثبتات وجودة سكب الخرسانة. ومن الضروري أيضا إجراء رصد وتقييم آنيين لأثر ما قبل الإجهاد لضمان استيفائه لمتطلبات التصميم.

5. البناء المسبق للأرصفة الخرسانية

إن البناء المسبق للأرصفة الخرسانية هو أحد التطبيقات الموسعة للتكنولوجيا السابقة في هندسة الطرق. تتميز الأرصفة الخرسانية مسبقة الضغط بخصائص القوة العالية والصلابة العالية والمتانة الجيدة. ومن خلال استخدام الضغط المسبق، يمكن تحسين قدرة تحمل الأرصفة ومقاومة الصدع بشكل كبير، كما يمكن إطالة عمر الخدمة. تشمل عملية بناء الأرصفة الخرسانية مسبقة الضغط بشكل رئيسي ترتيب وتوتر الأوتار مسبقة الضغط، وصب واهتزاز الخرسانة، وصيانة الأرصفة وكشفها وخطوات أخرى. خلال ترتيب وتوتر الأوتار مسبقة الإجهاد، من الضروري التأكد من أن الأوتار مسبقة الإجهاد موضوعة بدقة وأن التوتر الشدي موحد. أثناء سكب واهتزاز الخرسانة، يجب التحكم في سرعة سكبها وشدة اهتزازها لتجنب تلف الأوتار مسبقة الضغط. وأثناء صيانة الأرصفة والكشف عنها، يلزم إجراء عمليات فحص وصيانة منتظمة للأرصفة لضمان أن يفي أداؤها بمتطلبات التصميم. وتشكل مراقبة جودة الأرصفة الخرسانية المضغوطة مسبقا حلقة وصل رئيسية لضمان أداء الأرصفة ؛ أثناء البناء، من الضروري التحكم والفحص الدقيق لترتيب وجودة الشد للأوتار مسبقة الإجهاد، وجودة سكب الخرسانة وجودة صيانة الأرصفة. وفي الوقت نفسه، من الضروري أيضا القيام في الوقت الحقيقي برصد وتقييم قدرة تحمل الأرصفة ومقاومتها للتشققات للتأكد من أن أداء الأرصفة يفي بمتطلبات التصميم.

وباختصار، فإن التطبيق المحدد للتكنولوجيا المجهدة مسبقا هو مشروع منهجي ينطوي على روابط رئيسية متعددة مثل اختيار المواد، ومطابقة المكونات، وحساب الأثر، وتنفيذ العملية. ويلعب التحكم العلمي في كل حلقة دورًا حاسمًا في قدرة تحمل هيكل الجسر واستقراره ومتانته. ومن خلال الاختيار العقلاني للشرائط والمرسات الفولاذية مسبقة الإجهاد، والحساب الدقيق لأثر ما قبل الإجهاد وتوحيد عمليات البناء لمختلف أنواع الهياكل، يمكن زيادة القيمة الهندسية للتكنولوجيا مسبقة الإجهاد إلى أقصى حد، ووضع أساس متين لبناء عالي الجودة لهندسة الجسور. ومع ذلك، فإن مراقبة الجودة أثناء عملية البناء مهمة بنفس القدر، وهي بمثابة ضمان أساسي لتجنب الانحرافات في تطبيق التكنولوجيا ومنع المخاطر الهندسية الخفية. لذلك، ستركز المقالة التالية على تدابير مراقبة الجودة خلال تطبيق التكنولوجيا المجهدة مسبقا في بناء الطرق والجسور.