Sử dụng vật liệu composit xây dựng cầu đường sẽ tiết kiệm thời gian và chi phí ppt

Sử dụng vật liệu composit xây dựng cầu đường sẽ
tiết kiệm thời gian và chi phí

Sử dụng tăng cường vật liệu composit tiên tiến: polime gia cố
bằng thủy tinh và/hoặc sợi cacbon, có thể là lời giải cho việc xây
dựng cầu với nửa thời gian vì vậy cắt giảm mạnh chi phí và mức
độ gây cản trở giao thông trong quá trình xây dựng mà không
làm thảy đổi độ tin cậy kết cấu của những chiếc cầu hoàn thiện.
Vật liệu composit cứng, chắc, nhẹ và chống ăn mòn đã được sử
dụng thành công trong các ngành công nghiệp hàng không và ô
tô trong vài thập niên gần đây. Những vật liệu này hoạt động
khác với các vật liệu xây dựng truyền thống như thép, xi măng
và gỗ khối, vì vậy, cần những chiến lược mới để tìm ra các cách
thức sử dụng composit ở các ứng dụng kỹ thuật dân sự hiệu quả
về mặt chi phí.
Một nghiên cứu mới của nhóm kỹ sư tại trường Đại học Bristol,
Mỹ, đang nghiên cứu cách sử dụng composit tiên tiến trong việc
xây dựng cầu giao thông.
Các cây cầu sử dụng compossit tiên tiến làm mặt cầu và/hoặc
các dầm chính đã được xây dựng ở Mỹ, Anh và Tây Ban Nha.
Tuy nhiên, mặc dù có rất nhiều lợi thế rõ ràng, nhưng công nghệ
xây cầu mới này vẫn chưa trở nên phổ biến. Một nguyên nhân
chính là có rất ít nghiên cứu tiến hành thực nghiệm về mức độ
thoái hóa của các vật liệu composit và cách chúng phản ứng với
trọng tải mà cầu phải hứng chịu, đặc biệt là hiệu suất mỏi.
Nhóm nghiên cứu đã xây dựng và thử nghiệm một mô hình mẫu
của một cây cầu quy mô lớn với mặt cầu bằng composit tại
phòng thí nghiệm các cấu trúc của trường đại học. Mô hình này,
dài 8 mét và rộng 3,7 mét, bao gồm vật liệu composit ASSET
làm mặt cầu và các dầm chính bằng xi măng PTC.
Các dầm PTC phù hợp với độ chịu mài màn của mặt cầu và

cũng cải thiện độ cứng. Một đổi mới là chỉ các kết nối ăn dính
được sử dụng giữa các đơn vị mặt cầu và để nối mặt cầu với mặt
cầu với các dầm chính, làm đơn giản và tăng tốc độ xây dựng.
Mô hình mẫu sẽ phải chịu hơn 100 triệu chu trình tải trọng bánh
lăn thử độ mỏi được chuyên biệt theo mã, quy mô hoàn chỉnh.
Diện tích mặt phẳng lớn của mặt cầu sẽ kiểm tra các hiệu ứng
lên hiệu suất mặt cầu của các phương pháp gia công mặt phẳng
chống trượt khác nhau. Cuối cùng, mô hình sẽ được chịu tải tới
mức đổ vỡ. Các kết quả từ thử nghiệm và từ các mô hình máy
tính tiên tiến của mẫu vật thí nghiệm sẽ đưa ra các hướng dẫn
thiết kế cho các hoạt động ngắn và dài hạn của loại hình cầu đổi
mới này.
Tiến sỹ Sebastian cho biết, do trọng lượng nhẹ, độ cứng cao và
độ bền cao, nên các vật liệu composit tiên tiến đang magn tới
một thế hệ mới những loại máy bay hiệu suất nhiên liệu và nhẹ
hơn ví dụ như Airbus A350 và Boeing 787. Nhóm nghiên cứu hi
vọng sẽ đạt được thành tựu tương tự trong lĩnh vực kỹ thuật dân
sự, với những vật liệu composit tiên tiến mang lại những bước
tiến thay đổi ở hiệu suất cấu trúc, tính kinh tế và mức độ bền
vững của cầu đường