Je aplikaci kotvy uhlíkové oceli v mostním inženýrství bezpečné a spolehlivé?

S nepřetržitým rozvojem moderních technologií můstků, Kotva z uhlíkové oceli , jako důležitý strukturální konektor byl široce používán při konstrukci mostů. Diskuse o jeho dlouhodobé bezpečnosti a spolehlivosti se však nikdy nezastavila.
Technické charakteristiky kotvy úderu z uhlíkové oceli
Kotva uhlíku z uhlíkové oceli je strukturální kotva, která dosahuje vysoce pevného spojení prostřednictvím principu mechanického zamykání, s následujícími významnými rysy:
Výhody materiálu: Po procesu tepelného zpracování je vyrobeno z vysoce kvalitního materiálu z uhlíkového oceli vynikající pevnost v tahu a výkonu smyku. Pevnost v tahu typických produktů může dosáhnout více než 700 mPa a pevnost smyku přesahuje 400 MPA.
Instalační pohodlí: Je přijímán proces instalace stávky, není vyžadováno žádné složité vybavení a lze jej provozovat v malém prostoru, který je zvláště vhodný pro podmínky staveniště mostu.
Okamžitá únosnost: Na rozdíl od chemických kotev, stávkové kotvy vydrží konstrukční zatížení po instalaci bez čekání na doba vytvrzování.
Výhody aplikací v Bridge Engineering
Při konstrukci můstku se kotevní šrouby dopadu uhlíkové oceli používají hlavně v následujících klíčových částech:
Spojení mezi palubou mostu a hlavním paprskem
Oprava anti-kolizní zábradlí
Instalace expanze kloubů
Podpora inspekčního kanálu
Jeho výhody aplikací se odrážejí v:
Vynikající seismický výkon: Dynamické testy zatížení ukazují, že za simulovaných podmínek zemětřesení je posunutí připojení kotevního šroubu v uhlíkové oceli o 30–45% nižší než u tradičních spojení.
Vynikající anti-únavové vlastnosti: Výzkumná zpráva 2022 American Bridge Engineering Association (ABEA) poukázala na to, že při 2 milionech testů cyklického zatížení byla míra útlumu vysoce kvalitního uzemňovacího kotevního šrouby uhlíkové oceli menší než 5%.
Environmentální přizpůsobivost: Prostřednictvím zvláštního povrchového úpravy (jako je galvanizační nebo epoxidová povlak) může účinně odolávat korozním faktorům v prostředí můstku a životnost návrhu může dosáhnout více než 25 let.
Analýza bezpečnosti a spolehlivosti
Klíčové body kontroly kvality
Klíčem k zajištění bezpečnosti a spolehlivosti kotevních šroubů z uhlíkové oceli je:
Hmotná certifikace: Musí dodržovat ASTM F1554 nebo ekvivalentní mezinárodní standardy a poskytovat úplné zprávy o certifikaci materiálu a tepelné zpracování.
Ovládání procesu instalace:
Tolerance průměru vrtání je řízena do 0,5 mm
Hloubka díry dosáhne 110% požadavků na návrh
Strike Force splňuje technické specifikace výrobce
Test přijetí:
Poměr vzorkování testu na místě není menší než 3%
Zkušební zatížení je 1,5násobek návrhového zatížení
Vysunutí nepřesahuje 0,1 mm
Potenciální rizika a protiopatření
Navzdory svému vynikajícímu výkonu mají kotvy úderů z uhlíkové oceli stále následující rizika, která vyžadují pozornost:
Riziko přetížení: Případová studie 2023 British Bridge Safety Committee (BSC) ukázala, že asi 12% poruch kotev bylo způsobeno podceňováním návrhového zatížení. Pro ověření se doporučuje použít faktor dynamického zvětšení 1,2-1,5.
Riziko koroze: V mořském prostředí nebo v oblastech, kde se používá deicingová sůl, je vyžadován systém dvojité ochrany (jako je galvanizující epoxidový povlak) a detekce koroze se provádí pravidelně.
Únava kumulativní poškození: U mostů s těžkým provozem se doporučuje provádět nedestruktivní testování (jako je ultrazvukové testování) každých 5 let.