Den 8. oktober annoncerede Obayashi Corporation, et af de fire store byggefirmaer i Japan, sammen med Toray Industries, Inc., Konoishi Corporation og Chemical Construction Co., Ltd., at de med succes havde udviklet en ny kulfiberpladelamineringsproces kaldet "One-Bind Cross" og anvendt den på forstærkningsprojektet af Ryozan-tunnelen på Tohoku-ekspressvejen i Japan.
Den nye teknologi bruger biaksiale kulfiberplader, hvilket forenkler byggeprocessen for forstærkning af tunnelbeklædning betydeligt og giver en helt-ny løsning til fornyelse og vedligeholdelse af aldrende infrastruktur. Udviklingen af One-Bind Cross®-processen sigter mod grundlæggende at løse effektivitetsflaskehalsene ved traditionelle forstærkningsmetoder.
Kraftig-, biaksialt kulfiberplademateriale
Teknologien anvender dobbelt-kulfiberplader med en enhedsvægt på 200 g/m², en trækstyrke på 2900 N/mm² eller højere og et statisk elasticitetsmodul på 245±36 kN/mm². Brugen af de nye høje-ark gør det muligt for forstærkningsoperationer at opnå den samme forstærkende effekt som traditionelle dobbeltlags-lag med kun et enkelt lag ark.
Procesinnovation
Ved at sætte imprægneringshuller ved fiberskæringspunkterne sikredes det, at epoxyharpiksen kunne trænge helt igennem pladematerialet og overfladen af foringsbetonen. Dette forbedrede bindingsstyrken mellem pladematerialet og betonoverfladen betydeligt, hvilket sikrer pålideligheden af forstærkningseffekten.
Effektivitetsforbedring: Optimering af byggeprocesser har opnået bemærkelsesværdige resultater.
One-Bind Cross®-teknologien har sammen med andre sikkerhedsteknologier, der er udviklet samtidigt til dette projekt, opnået en omfattende forbedring af effektiviteten.
Betydelig reduktion i produktionsprocesser
Arklægningsoperationen er reduceret fra de traditionelle to lag til et lag, og processen er blevet strømlinet fra de oprindelige 11 trin til 8 trin. Samtidig er arkbredden blevet øget fra de traditionelle 500 mm til 1000 mm, hvilket effektivt reducerer antallet af operationer.
Køretøjs-monteret arbejdsplatform "Flap Lift"
"Flap Lift" giver en bred arbejdsplatform (10,5 meter lang), der kan dække halvdelen af-tværsnittet af tunnelen. Den kan foldes ud og trækkes tilbage på bunden af en stor lastbil, og konstruktionen kan udføres ved blot at implementere en-trafikkontrol på tunnelen. Det hydrauliske system kan placere platformen i den optimale højde og vinkel, hvilket letter forstærkningen af tunnelbeklædningen. Arbejdere kan bevæge sig frit på platformen, hvilket forbedrer arbejdseffektiviteten markant. Når det bruges i kombination med One-Bind Cross®, kan det yderligere reducere antallet af trafikkontroloperationer, hvilket fordobler konstruktionseffektiviteten.
"Pinant" Construction Environment Control System
"Pinant" er et miljøkontrolsystem, der kan opretholde optimale arbejdsforhold selv i et miljø med høj-fugtighed i en tunnel. Dens telt--lignende struktur klæber tæt til tunnelbeklædningen og forhindrer ekstern luft i at trænge ind i arbejdsområdet. Ved at bruge cirkulerende luft opretholder den den nødvendige temperatur og fugtighed til byggeforhold.
Dette system hjælper med at forhindre hærdningsfejl i epoxyharpiksen, der bruges med One-Bind Cross®, sikrer kvalitet og forhindrer forsinkelser i gang på grund af nedetid eller omarbejde.
Anvendelseseksempel: Forstærkningsprojekt af Longsen Tunnel
Ronsen-tunnelen på Tohoku Expressway i Japan har været i brug siden 1982. Betonbeklædningen og inspektionsgangene i tunnelen har alle lidt skade og forringelse på grund af alders-relateret slitage.
Dette forstærkningsprojekt reparerede ikke kun betonrevnerne, udførte sektionsreparation for de beskadigede dele og sprøjtede ind i hulrummene, men lagde også kulfiberpletter på betonoverfladen for at forbedre den strukturelle styrke af foringsbetonen. Den vellykkede implementering af dette projekt gav pålidelige tekniske referencer og tekniske demonstrationer for et stort antal lignende aldrende tunnelforstærkningsprojekter i Japan.
R&D-teamet udtalte, at de i fremtiden vil fokusere på yderligere at forbedre styrken af One-Bind Cross® og planlægger at udvide dets anvendelsesområde fra tunneler til områder som f.eks. seismisk forstærkning af bropiller, forstærkning af brodæksbjælker og seismisk forstærkning af bygningsstrukturer.
Da infrastruktur i lande rundt om i verden generelt går ind i "aldringsfasen", giver denne innovative teknologi ikke kun en ny løsning til infrastrukturvedligeholdelse i Japan, men tilbyder også værdifulde tekniske referencer til lignende udfordringer verden over.