دستورالعمل های جدید برای سازه های ساحلی بتنی مسلح
چکیده
در طی قرن گذشته، سازه‌های ساحلی برای کاربردهای زیرساختی به طور معمول با الوار، تیر فولادی و/یا بتن مسلح/پیش تنیده ساخته شده‌اند. با توجه به تمایل صاحبان سرمایه برای افزایش عمر مفید؛کاهش نگهداری، تعمیر و بازسازی؛ مسئولیت؛ تاب آوری؛ و پایداری، واضح است که مصالح ساختمانی سنتی بدون مداخلات ادواری و پرهزینه نمی‌توانند به طور قابل اطمینانی این چالش‌ها را رفع کنند. چندین دهه است که کامپوزیتهای پلیمری تقویت شده با الیاف (FRP) با موفقیت برای برنامه‌های مقاوم سازی پل مورد استفاده قرار می‌گیرند و توانایی آنها در کاهش هزینه‌های نگهداری، افزایش طول عمر و افزایش قابل توجه در ماندگاری طراحی به اثبات رسیده است. این مقاله یک نمونه معرف از این کاربردها را بخصوص در رابطه با تقویت داخلی سازه‌های بتنی در کاربردهای غیرفعال (RC) و پیش تنیده (PC) بررسی می‌کند و آنها را با تأثیر وابسته به زمان و هزینه خوردگی در زیرساخت‌های حمل و نقل مورد مقایسه قرار می‌دهد. توسعه اخیر دستورالعمل‌های معتبر طراحی در جوامع مهندسی ایالات متحده و بین المللی را بطور خلاصه بیان می‌کند و نمونه‌هایی از RC/PC را در مقابل FRP-RC/PC برای نشان دادن مزیت پایدار (اقتصادی و زیست محیطی) سازه‌های مرکب در محیط ساحلی ارائه می‌دهد.
مقدمه
در طی قرن گذشته، سازه‌های ساحلی برای کاربردهای زیرساختی به طور معمول با الوار، تیر فولادی و/یا بتن مسلح/پیش تنیده ساخته شده‌اند. با توجه به تمایل صاحبان سرمایه برای افزایش عمر مفید(1-3)؛کاهش نگهداری، تعمیر و بازسازی؛ مسئولیت (4،5)؛ تاب آوری (6)؛ و پایداری (7)، مشخص شده است که مصالح ساختمانی سنتی بدون مداخلات ادواری و پرهزینه نمی‌توانند به طور قابل اطمینانی این چالش‌ها را رفع کنند ((8،9) صص1-2). این مشاهده با افزایش شکاف بین هزینه‌های عملیاتی و نگهداری در مقابل سرمایه گذاریهای ثابت برای زیرساخت‌های عمومی تقویت شده است (10).
نتیجه گیری
آرماتور FRP با بیش از 30 سال کاربرد میدانی در سازه‌های پل، به عنوان یک ماده قابل اعتماد و با دوام ثابت شده است که می‌تواند تقاضای مالکان را برای افزایش عمر مفید، کاهش هزینه‌های نگهدار ، تاب پذیری و پایداری برآورده سازد. با توجه به اینکه تقریباً 300 پل با استفاده از آرماتور FRP و پیش تنیدگی در ایالات متحده و کانادا اجرا شده است، جامعه مهندسی راه و ساختمان اعتبار قابل توجهی را به دست آورده است. استفاده از این راه حل مقرون به صرفه از بسیاری از خطرات همیشگی خوردگی و تلاشهای حفاظتی در آینده که در حال حاضر برای پل‌های ساحلی و به همین ترتیب زیرساخت‌های روباز مورد نیاز است، جلوگیری می‌کند. انجام مطالعات مقایسه‌ای بیشتر بر روی ساختارهای معاصر با استفاده از LCC و LCA برای شناسایی جامع راه حلهای بهینه اقتصادی و زیست محیطی برای طرح های پایدار حائز اهمیت است.
Abstract
Within the last century, coastal structures for infrastructure applications have traditionally been constructed with timber, structural steel, and/or steel-reinforced/prestressed concrete. Given asset owners’ desires for increased service-life; reduced maintenance, repair and rehabilitation; liability; resilience; and sustainability, it has become clear that traditional construction materials cannot reliably meet these challenges without periodic and costly intervention. Fiber-Reinforced Polymer (FRP) composites have been successfully utilized for durable bridge applications for several decades, demonstrating their ability to provide reduced maintenance costs, extend service life, and significantly increase design durability. This paper explores a representative sample of these applications, related specifically to internal reinforcement for concrete structures in both passive (RC) and pre-tensioned (PC) applications, and contrasts them with the time-dependent effect and cost of corrosion in transportation infrastructure. Recent development of authoritative design guidelines within the US and international engineering communities is summarized and a examples of RC/PC verses FRP-RC/PC presented to show the sustainable (economic and environmental) advantage of composite structures in the coastal environment.
Introduction
Within the last century, coastal structures for infrastructure applications have traditionally been constructed with timber, structural steel, and/or steel-reinforced/prestressed concrete. Given public infrastructure owners’ desire for increased service-life [1–3]; reduced maintenance, repair and rehabilitation liability [4, 5]; resilience [6]; and sustainability [7], it has become self-evident that traditional construction materials cannot reliably meet all these challenges for long-life coastal structures without periodic and often costly intervention ([8, 9] pp. 1–2). This observation is reinforced by the expanding gap between Operation and Maintenance expenditures, verses Capital investment for public infrastructure [10].
Conclusion
Over more than 30 years of field applications in bridge structures, FRP reinforcement has proved to be a reliable and durable material, able to fulfill the owners’ demand for increased service-life, reduced maintenance costs, resilience, and sustainability. Considering that almost 300 bridges have been completed using FRP reinforcement and prestressing in the US and Canada, there is substantial validation available for the structural engineering community. Embracing this cost-effective solution would avoid much of the ever-present risk of corrosion and future preservation efforts that are currently needed for coastal bridges and similarly exposed infrastructure. Additional comparative studies on contemporary structures using both LCC and LCA are important for holistically identifying the optimal economic and environmental solutions for sustainable designs.
(جهت بزرگ نمایی روی عکس کلیک نمایید)
چکیده
مقدمه
چاره ناپذیری خوردگی در سازه‌های ساحلی ساخته شده با مصالح سنتی
تعیین میزان مسئولیت خوردگی پل‌ها و سازه‌های بزرگراه
پاسخ به یک چالش روزافزون
فن اوری مواد کم مصرف و ابزارهای جدید
پیامدهای شدید، نیازمند راه حلهای متفاوتی است
نوع سازه و اجزاء که بیشترین بهره را از راه حلهای FRPRC می‌برند
ترکیب
کاربردها
دیوارهای ساحلی
پی پل
روبناهای سطح پایین
نمونه‌های اعتبار سنجی
پل Ulenbergstrasse ، دوسلدورف، آلمان 1986 (GFRPPC)
پل شینمیا، ژاپن 1988 (CFCC-PC)
پل Beddington Trail ، کلگری، آلبرتا 1993 (CFCC و CFRP-PC)
اسکله بندرگاه هال، خلیج Fundy ، Nova Scotia 1999 (GFRP-RC)
پل McKinleyville ، ویرجینیای غربی، 1998 (GFRP-RC)
پل Val-Alain ، کبک 2004 (GFRP-RC)
پل نوآوری ، Coral Gables ، FL 2016 (GFRP-RC ، BFRPRC و CFRP-PC)
پل رودخانه هالز، Homosassa، FL 2019 (GFRP-RC & CFRPPC)
اسکله نوآوری ، Coral Gables ، FL 2019 (GFRP-RC & BFRPRC)
خیابان 23 NE بر روی آبراه Ibis ، شهر lighthouse point ، FL 2020 (GFRP-RC/PC & CFRP-PC)
US-41 به سوی شمال بر فراز نهر شمالی، osprey ، FL 2020 (GFRP-RC)
مقایسه هزینه‌ها برای راه حلهای FRP-RC
نتیجه گیری
اختصارات
منابع
Abstract
Introduction
The inevitability of corrosion in coastal structures with traditional materials
Quantifying the corrosion liability of highway bridges & structures
Response to an ever-growing challenge
Under-utilized material technology and new tools
Drastic consequences demand different solutions
Structure type and components most benefiting from FRPRC-solutions
Composition
Applications
Seawalls
Bridge foundations
Low-level superstructures
Validation examples
Ulenbergstrasse bridge, Düsseldorf, Germany 1986 (GFRPPC)
Shinmiya bridge, Japan 1988 (CFCC-PC)
Beddington Trail bridge, Calgary, Alberta 1993 (CFCC & CFRP-PC)
Hall’s Harbor Wharf, bay of Fundy, Nova Scotia 1999 (GFRP-RC)
McKinleyville bridge, West Virginia, 1998 (GFRP-RC)
Val-Alain bridge, Quebec 2004 (GFRP-RC)
Innovation Bridge, Coral Gables, FL 2016 (GFRP-RC, BFRPRC & CFRP-PC)
Halls River bridge, Homosassa, FL 2019 (GFRP-RC & CFRPPC)
Innovation Dock, Coral Gables, FL 2019 (GFRP-RC & BFRPRC)
NE 23rd avenue over Ibis waterway, City of lighthouse point, FL 2020 (GFRP-RC/PC & CFRP-PC)
US-41 northbound over North Creek, osprey, FL 2020 (GFRP-RC)
Cost comparisons for FRP-RC solutions
Conclusion
References
- اصل مقاله انگلیسی با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه