Dans notre article précédent, nous avons systématiquement analysé les quatre causes principales des fissures diagonales dans les charpentes de poutres en béton précontraint, y compris les spécifications de conception défectueuses, les opérations de construction irrégulières, la dégradation des performances des matériaux et les charges défavorables dans l’environnement de service. Ces défauts multifactoriels superposés réduisent non seulement l’intégrité structurale des poutres en caissons, mais menacent également gravement la sécurité et la durabilité à long terme des structures des ponts. Bien que la conception standardisée, la coulée de béton de haute qualité et la gestion scientifique des opérations soient les moyens fondamentaux pour éviter la formation de fissures, le coffrage en acier de pont de haute précision et le coffrage en poutre de caissons personnalisé jouent également un rôle indispensable dans le contrôle de la précision dimensionnelle des sections, en évitant la concentration des contraintes causées par la déformation du coffrage et en réduisant les risques initiaux de fissure. Pour les fissures diagonales de l’âme existantes de différentes nuances de gravité, des technologies de renforcement professionnelles ciblées sont nécessaires pour réparer les défauts, rétablir la portance structurale et prolonger la durée de vie des ponts. Cet article présente quatre solutions principales et efficaces de renforcement des fissures de la trame, couvrant les principes techniques, les processus de construction, les normes de contrôle de la qualité et les effets d’application, fournissant des références techniques pratiques pour l’entretien des ponts et les projets de renforcement.

1 technologie de renforcement de précontrainte externe

Le renfort de précontrainte externe améliore la contrainte de précompression des bandes de poutres en ajoutant des tendons de précontrainte sur le côté extérieur de l’âme, ce qui convient aux ponts à dommages moyens avec une largeur de fissure ≤ 0,3mm. Des tendons externes en forme de u ou en ligne brisée sont adoptés, ancrés aux extrémités des poutres ou à la partie supérieure des bandes, et des blocs de déflexion sont utilisés pour ajuster la direction de transmission de la force, réalisant la distribution uniforme de l’effort de pré-compression le long de la hauteur de la bande.

Dans un cas de renfort pratique, 2 ensembles de 15 à 7 torons d’acier ont été disposés de chaque côté de la bande avec une contrainte contrôlée de 0,65 FPTK, augmentant la contrainte de précompression de la bande de 1,0mpa à 2,2 mpa. La construction suit une procédure normalisée: tout d’abord, on utilise du lisier de résine époxy pour réparer le joint de fissures afin de sceller les fissures internes; Ensuite, des boîtiers externes de tendons et des dispositifs d’ancrage sont installés. Le chargement gradué (10% de contrainte contrôlée par étage) est adopté pendant la tension pour éviter des contraintes supplémentaires excessives sur la bande.

Après le renfort, la capacité portante de cisaillement de la structure est augmentée de 30% à 40%, et le taux de propagation de fissure est réduit de plus de 80%. La vérification technique pratique montre que la largeur de fissure du pont traité avec cette technologie ne se développe pas en 5 ans, ce qui entraîne des effets de renforcement stables et fiables.

2 fibre de carbone tissu liaison renforcement

2.1 choix des matériaux et conception des paramètres

Le tissu unidirectionnel de fibre de carbone de catégorie I est adopté pour le renfort de la bande, disponible dans deux spécifications principales: 200g/m² pour les fissures mineures et 300g/m² pour les zones denses de fissure (la densité de fissure > 3 fissures /m) pour améliorer la contrainte structurelle. Les adhésifs époxy à haute performance de soutien, y compris l’amorce, l’adhésif de réparation et l’adhésif d’imprégnation, sont assorti pour assurer des performances de travail stables dans les limites de -30℃ à 60℃. La couche de liaison est généralement de 2 à 3 couches déterminées par le calcul de la contrainte de cisaillement. Les paramètres de construction standard sont suivis: chaque longueur de tour de couche ≥ 100mm, la plage de liaison longitudinale dépassant les points de fissure de plus de 50cm, et des cerceaux en forme de u avec un espacement ≤ 20cm sont disposés près des supports pour garantir une tenue uniforme de contrainte.

2.2 contrôle de la qualité du processus de Construction

Un prétraitement de surface strict est requis avant la construction: polir la surface de béton de la bande avec un broyeur de diamant pour enlever le laitance 2-3mm et la couche carbonisée, nettoyer la poussière et les taches d’huile pour contrôler l’erreur de planéité de la surface dans 3mm. L’apprêt époxy est mélangé à un rapport 3:1 et enduit uniformément, puis séché pour sécher. L’adhésif d’imprégnation est uniformément agité et enduit à la fois sur la surface de béton et sur le tissu en fibre de carbone.

Poser le tissu le long de la direction principale de l’effort de traction et gratter soigneusement pour éliminer les bulles. Assurer une épaisseur d’adhésif suffisante au niveau des joints de recouvrement. Aucune perturbation extérieure n’est permise dans les 24 heures suivant le collage. Le durcissement standard de 7 jours à 20℃ est exigé, avec des mesures d’isolation thermique pour les basses températures inférieures à 5℃. Enfin, couper l’excès de tissu et sceller les bords avec de l’adhésif de réparation pour compléter la construction de renforcement.

3 méthode de renforcement d’épaississement de Web

Pour les maladies graves de bande telles que la largeur de fissure > 0.5mm ou des fissures pénétrantes, la méthode d’épaississement de bande est adoptée pour le renfort. En augmentant la taille de la section de béton, la rigidité au cisaillement et la portance de la poutre de caissier sont fondamentalement améliorées. Ce processus de construction a des exigences élevées en matière de précision de la taille des sections et d’effet de formage du béton, qui s’appuie sur des coffrages en acier à poutres de boîte personnalisées de haute qualité pour assurer une surface de béton plate et compacte et une épaisseur de section constante, en évitant les fissures secondaires causées par la déformation du coffrage et la coulée inégale du béton.

Dans la construction, une couche de béton armé de 10 à 15cm d’épaisseur est coulée sur le côté extérieur de la bande d’origine. Un nouveau treillis en acier (φ12@150) est relié à la bande d’origine par la plantation de barres avec une profondeur de plantation de barres ≥ 10d, assurant une contrainte coordonnée et un travail conjoint entre le nouveau et le vieux béton. Avant le coulage, la bande originale est ciselée pour exposer des agrégats grossiers afin d’améliorer les performances de liaison de l’interface. Le béton micro-expansif avec un taux de dilatation de 2-4 10⁻⁴ est adopté pour le versement, et l’humidité est maintenue au-dessus de 90% pendant la période de durcissement pour éviter les fissures de retrait du nouveau béton.

Après le renfort d’épaississement de la bande, le moment d’inertie de section augmente de 20% à 30%, et la capacité portante de cisaillement structurelle est améliorée de plus de 60%. Des cas pratiques d’ingénierie des ponts montrent que la déflexion à mi-travée du pont principal renforcé est réduite de 40% et que toutes les fissures d’origine de l’âme sont complètement fermées, ce qui permet d’obtenir d’excellents effets de renforcement à long terme.

4 réparation de fissure et traitement anti-corrosif

De légères fissures (largeur < 0,1mm) augmenteront graduellement sous la charge de véhicule à long terme et l’érosion environnementale, ainsi une réparation opportune et un traitement anti-corrosion sont nécessaires pour bloquer les chemins de développement de fissure. La méthode de joint de pression (pression de joint 0.2-0.4MPa) est adoptée, et une boue de résine époxy de basse viscosité mélangée à 5% de nano-SiO₂ est utilisée pour améliorer la perméabilité, assurant le taux de remplissage des fissures atteint plus de 90%.

Après le cimentage et le durcissement, 2 à 3 couches de revêtements anticorrosion perméables (comme le revêtement de polyurée) sont uniformément peintes sur la surface de la bande pour former une couche de protection étanche et anti-corrosion dense, bloquant l’invasion de l’humidité externe, des ions chlorure et des milieux corrosifs. En outre, un moniteur de la largeur des fissures avec une précision de 0,01 mm est utilisé pour la détection trimestrielle et l’enregistrement des données. Une fois que la propagation annuelle de la fissure dépasse 0,05mm, des mesures de renforcement ciblées seront prises à temps pour éliminer les risques pour la sécurité structurale.

Tableau 1 comparaison des Technologies d’armature et de leurs effets pour différentes nuances de fissures

Conclusion Conclusion

Les fissures diagonales dans les bandes de poutrelles de caisson sont généralement distribuées à une inclinaison de 45° à 60° près des appuis, des sections denses de gaines ondulées et des positions de mutation des sections, qui sont étroitement liées à l’action de cisaillement de la structure. La formation de fissures est le résultat de la superposition de multiples facteurs défavorables, y compris la conception déraisonnable de la précontrainte et la disposition des armatures, les écarts de construction dans le positionnement des conduits et le versement du béton, la dégradation du rendement des matériaux causée par la réaction des agrégats alcalins et la corrosion de l’acier, et les effets néfastes à long terme comme la surcharge du véhicule et les différences de température en fonctionnement.

Différentes technologies d’armature ciblées peuvent réparer efficacement les fissures, améliorer la résistance au cisaillement structurel et limiter l’expansion des fissures en fonction de leur gravité. Pour prévenir fondamentalement les maladies de fissure diagonale de la bande, un contrôle de qualité complet du processus doit être mis en œuvre. Dans la phase de conception, optimiser la coordination du système de précontrainte et du renforcement de cisaillement pour assurer la tension pré-compression de la bande ≥ 1.8MPa, l’espacement de l’étrier ≤ 10cm et le taux de changement d’épaisseur de la bande ≤ 10%/m. Dans la phase de construction, contrôler strictement la déviation de positionnement des conduits ondulés à moins de 3cm, adopter un béton auto-compactant avec un effondrement de 180-200mm pour le coulage de la bande, et s’assurer que la contrainte de tension de précontrainte atteint 100%-105% de la valeur de conception. Pendant ce temps, l’adoption de coffrage en acier de pont de haute précision et de la technologie de construction normalisée peut contrôler efficacement la qualité de formage du béton, éviter la concentration de contrainte structurelle causée par des erreurs dimensionnelles, et réduire la probabilité de génération initiale de fissure. Gestion du cycle de vie complet de " optimisation de la conception - contrôle de la construction - entretien d’opération " peut garantir de manière complète la sécurité, la stabilité et la durabilité à long terme des ponts de poutre de boîte en béton précontraint.

En tant que fabricant professionnel se concentrant sur le coffrage de pont et l’équipement de construction en cantilever depuis plus de 20 ans, Shandong Boyoun Heavy Industry intègre R&D, personnalisation, production et services techniques. Nous fournissons des coffrages en acier de haute précision, des coffrages de poutre de boîte personnalisés et des solutions techniques professionnelles de construction de pont pour divers projets de ponts routiers et ferroviaires dans le monde entier. Nous fournissons non seulement des produits de coffrage standardisés et personnalisés de haute qualité pour assurer un formage précis du béton et réduire les risques de fissure structurelle à la source, mais nous fournissons également un soutien technique unique pour le contrôle de la qualité de la construction des ponts et le renforcement et la maintenance à des stades plus avancés. Si vous avez des demandes de projet pour la personnalisation de coffrage de pont, la consultation technique de construction ou des solutions d’optimisation structurelle, n’hésitez pas à contacter notre équipe technique professionnelle pour des solutions de projet sur mesure et des conseils techniques gratuits.