استفاده از کامپوزیت ها در پل های جاده ای

پلها به عنوان بخش بزرگی در صنعت ساخت و ساز از اهمیت خاصی برخوردارند که استفاده از FRP در ساخت آنها به دلیل ایجاد عملکرد بالا مورد توجه قرار گرفته است.


در کامپوزیتهای پایه پلیمری ویژگی هایی به سازه داده شده که مواد سنتی و قدیمی این ویژگی ها را ندارند، به ویژه مقاومت در برابر خوردگی که مواد قدیمی این ویژگی را کمتر دارند و به همین خاطر جهت نگهداری جاده ها از نمک های یخ زدای استفاده میشده است که هم اکنون این خصوصیت کامپوزیتها سبب آن گردید که جایگزین مناسبی برای استفاده در جاده ها شوند. توسعه یافتن روشهای طراحی و بازدهی تولیدات برای ساخت پلهای جاده ای، در زمینه های سازه های عمرانی سودمند خواهد بود.

عرشه پل برای پلهای عابر پیاده و وسایل نقلیه در اطراف آبراه ها و جاده ها که کاملا از کامپوزیت ساخته شده اند در حال حاضر یک حقیقت تجاری است؛. وزن پایین کامپوزیت برای ساخت پلهای آبراه ها بسیار ارزشمند است زیرا باعث میشود حمل و نقل آسان شود. عرشه کامپوزیتی پل، ۶ تا ۷ ظرفیت بار را نسبت به بتن تقویت شده میتواند تحمل نماید .

به دلیل استحکام بالای کامپوزیت، انتظار میرود ملزومات نگهداری از لوازم مورد استفاده حداقل تا مدت ۵۰ سال تضمین گردند. کامپوزیت مانند بتن در زمان ذوب و انجماد تکه تکه و خورد نخواهد شد و در مناطق مرطوب و محیطهای دریایی خورنده، مانند فلز پوسید نخواهد شد. عرشه پلهای کامپویتی به دلیل داشتن ساختاری بی نقص میتوانند جایگرینی بسیار مناسب برای عرشه پلهای قدیمی و معمولی شوند. این جایگزینی می تواند در زمانی کوتاه با حداقل اختلال در ترافیک انجام شود.
قابلیت استفاده از کامپوزیت ها در طراحی برای کاهش وزن باعث میشود که با کاهش اختلال ترافیک، در هزینه های ضروری نیز صرفه جویی شود. کامپوزیت سبک میتواند در چند ساعت به جای چند روز یا چند هفته نصب شود و با عرشه پل آسیب دیده یا یک پل معمولی جابه جا شود. ضریب بالای استحکام نسبت به وزن عرشه کامپوزیتی، هزینه های مربوطه به تجهیزات سنگین را کاهش میدهد. همچنین کاهش وزن عرشه کامپوزیتی پتانسیلی برای میزان بار بیشتر ارائه میدهد. کامپوزیتها میتوانند هزینه های تعمیر و جابه جایی را به دلیل مقاومت عالی موادشان در برابر خوردگی و خستگی کاهش دهند. مقاومت کامپوزیتها در مواقع ضروری نه تنها هزینه چرخه زندگی را بهبود میدهد بلکه طول عمر را نیز افزایش خواهد داد.

عرشه پلهای کامپوزیتی FRP با اجزای پالترود شده، ساخته شده اند که به هم متصل میشوند. آنها به صورت متقاطع قرار میگیرند و با میله های طولی نگهداری میشوند. این عرشه کامپویتی شامل دو ذوزنقه است که به شش گوش ها وصل است و سطح باند وسیعی را ایجاد میکند. ساختار پلهای بزرگراه با عرشه های FRP مدولار، مستلزم دانستن عملکرد عرشه پل تحت بار ترافیک است.

در طول عمر سازه، بار ترافیک باعث میشود فشار مکرری روی عرشه پل ایجاد شود. عرشه های پل کامپوزیتی در طراحی به صورت مدولار هستند و میتوانند به صورت طولی و پیوسته تولید شوند، به دلیل فرایند اصلی (فرایند پالتروژن)، طول عرشه میتواند در اندازه ای که بستگی به نیاز کاربر است به صورت انعطاف پذیر و بزرگتر بریده شوند.
اولین عرشه پل مدولار FRP در جاده های روستای وست ویرجینا (West Virginia) در آمریکا نصب گردید. عرشه های پل کامپوزیتی میزان ۲ میلیون بار را بدون خستگی تحمل میکند. علاوه بر عرشه پل، در نصب از تراورس، ستون بندی و ستون کوتاه استفاده میکند. این عرشه ها ها ایمنی و تحمل بار را نشان میدهد که مقاومت پل را بالا می برند. این نصب در وست ویرجینا چگونگی عملکرد مشخصات کامپوزیت های پلیمری را نشان میدهد که به طور ایده ال در ساخت پل بزرگراه استفاده میشود. این مرحله مهمی در توسعه دسته های پل مدولار با استاندارد اجزای off-the shelf میباشد.

پل کامپوزیتی در بندر دانمارک توسط شرکت مهندسی دانیش (Danish) طراحی شده ، که در ساخت آن از پروفیل های پالترود شده استفاده شده است. این پل با طول ۴۰ متر و پهنای ۳ متر محل عابر پیاده، دوچرخه و موتور سیکلت است که سابقاً مسیر راه آهن بوده است. این پل طوری طراحی شده است که ۵۰۰ کیلوگرم بر مترمربع، بار را تحمل میکند، همچنین میتواند ماشین های سنگین با بیش از وزن ۵ متریک تن را در خود تحمل نماید . این استحکام به علت استفاده از عرشه های کامپوزیتی به وجود آمده است. این پل از برجی بلند به ارتفاع هجده و نیم متر آویزان میباشد که به یک پایه بتنی متصل شده است. وزن برج کامپوزیتی ۳MT است. برای پیش ساخت برج و سه پایه آن از پروفیل های پالترود شده استفاده شده است. وزن سبک کامپوزیت باعث شده که پل فوق الذکر به اسانی در زمانی تنها ۱۸ ساعت در شبانه روز نصب و بدین ترتیب حداقل اختلال را در ترافیک ایجاد نماید.


مطالب بیشتر...

استاندارد پلاستیک داخلی سری ششم مجموعه ای از استاندارد های مرتبط و کاربردی با صنایع تولید پلاستیک می باشد. این استانداردهای داخلی را به راحتی دانلود نمایید.

برای دانلود جزوه آموزشی (اصول تعمیر و نگهداری: درس بیست چهارم) از لینک قرار داده شده در این نوشته استفاده نمایید.

این کتاب شامل بخش های: تعریف ها و اصول، استاتیک سیالات و کاربرد آن ها، پدیده های جریانی سیال، معادلات پایه جریان سیال است.

برای دانلود جزوه آموزشی (آشنایی با فرآیند های پلیمری – جلسه هشتم: بازیافت پلاستیک) از لینک قرار داده شده در این نوشته استفاده نمایید.