东京制纲international株式会社与Oriental白石株式会社近日共同开发使用CFCC®碳纤维复合缆制成的预制PC(预应力混凝土)桥面板“CFCC板坯”。产品已经通过了与结构性能相关的所有测试,完成了车轮负载运行疲劳测试,并在实际桥梁上进行铺设,进入实际应用阶段。

近年来,在钢桥桥面板的新铺设和改造工程中,为缩短建造周期、增加耐久性并提高生产效率,预制PC板坯的使用逐渐增加。 “CFCC板坯”是一种预制PC板坯,使用碳纤维复合缆,在桥面板支撑方向和桥梁轴向两个方向上引入预应力。此外,采用短纤维增强混凝土,减少了预应力筋以外的增强材料并降低了成本。

东京制纲开发碳纤维复合材料多重增强预制PC桥面板-复合材料网东京制纲开发碳纤维复合材料多重增强预制PC桥面板-复合材料网

由于碳纤维复合缆是一种耐腐蚀性材料,因此无需在盐碱环境使用的桥面板中增加为保护传统钢筋所添加的防腐用覆盖层。此外,在制作混凝土构件时,使用传统钢筋的桥面板需使用后张法,最后会留下金属预应力筋,而使用“CFCC板坯”在完成时不会留下金属的固定结构。从确保耐久性、可靠性和全生命周期(LCC)的角度,“CFCC板坯”可用于严酷的盐碱环境,例如海岸附近或喷洒防冻剂的区域。

“CFCC板坯”通过使用短纤维增强混凝土减少了预应力筋的使用,然而与使用了钢板和钢筋的传统双向PC桥面板相比,无论是弯曲断裂特性(屈服强度、韧性)还是剪切强度,表现都毫不逊色。此外,在车轮负载运行疲劳试验中,即使施加相当于100年使用寿命的指标值约300倍的负载,桥面板也没有发生破坏。

“CFCC板坯”比相同厚度的传统板坯轻约6%,使可能受到液体渗透而导致桥面板老化的防滑孔、排水沟等处的桥面板优化设计成为可能。以盐碱地区长度为240m的桥梁为例,使用“CCFC板坯”进行桥面板改造工程,与普通的单向PC桥面板相比工作量可减少约15%。但整体建筑成本会增加13%至22%。

由于基础设施也存在与桥面板相同的老化问题。“CCFC板坯”在基础设施的补强和改造等领域也有其用武之地。