Den 8. oktober kunngjorde Obayashi Corporation, et av de fire store byggeselskapene i Japan, sammen med Toray Industries, Inc., Konoishi Corporation og Chemical Construction Co., Ltd. at de hadde utviklet en ny lamineringsprosess i karbonfiberplater kalt "One-Bind Cross" og brukt den på forsterkningsprosjektet til Ryozan-tunnelen på Tohoku-ekspressveien i Japan.
Den nye teknologien bruker biaksiale karbonfiberplater, noe som forenkler byggeprosessen for forsterkning av tunneler betydelig og gir en helt-ny løsning for fornyelse og vedlikehold av aldrende infrastruktur. Utviklingen av One-Bind Cross®-prosessen tar sikte på å løse effektivitetsflaskehalsene til tradisjonelle forsterkningsmetoder.
Kraftig-, biaksialt karbonfiberplatemateriale
Teknologien bruker dobbel- karbonfiberplater med en enhetsvekt på 200 g/m², en strekkstyrke på 2900 N/mm² eller høyere, og en statisk elastisitetsmodul på 245±36 kN/mm². Bruken av de nye høyvekts-arkene gjør det mulig for forsterkning å oppnå samme forsterkende effekt som tradisjonelle dobbeltlags-ark med bare ett enkelt lag ark.
Prosessinnovasjon
Ved å sette impregneringshull ved fiberskjæringspunktene ble det sikret at epoksyharpiksen kunne trenge helt inn i platematerialet og overflaten til foringsbetongen. Dette forbedret bindestyrken mellom platematerialet og betongoverflaten betydelig, noe som sikrer påliteligheten til armeringseffekten.
Effektivitetsforbedring: Optimalisering av byggeprosesser har gitt bemerkelsesverdige resultater.
One-Bind Cross®-teknologien, sammen med andre beskyttelsesteknologier utviklet samtidig for dette prosjektet, har oppnådd en omfattende forbedring av effektiviteten.
Betydelig reduksjon i produksjonsprosesser
Arkleggingsoperasjonen er redusert fra de tradisjonelle to lag til ett lag, og prosessen er strømlinjeformet fra de opprinnelige 11 trinnene til 8 trinn. Samtidig er arkbredden økt fra tradisjonelle 500 mm til 1000 mm, noe som effektivt reduserer antall operasjoner.
Kjøretøy-montert arbeidsplattform "Flap Lift"
"Flap Lift" gir en bred arbeidsplattform (10,5 meter lang) som kan dekke halve-tverrsnittet av tunnelen. Den kan foldes ut og trekkes inn på bunnen av en stor lastebil, og konstruksjonen kan utføres ved ganske enkelt å implementere enveis-trafikkontroll på tunnelen. Det hydrauliske systemet kan plassere plattformen i optimal høyde og vinkel, noe som letter forsterkning av tunnelforingen. Arbeidere kan bevege seg fritt på plattformen, noe som øker arbeidseffektiviteten betydelig. Når den brukes i kombinasjon med One-Bind Cross®, kan den ytterligere redusere antall trafikkkontrolloperasjoner, og doble konstruksjonseffektiviteten.
"Pinant" Construction Environment Control System
«Pinant» er et miljøkontrollsystem som kan opprettholde optimale arbeidsforhold selv i et miljø med høy-fuktighet i en tunnel. Dens telt-lignende struktur fester seg tett til tunnelforingen, og forhindrer ekstern luft i å komme inn i arbeidsområdet. Ved å bruke sirkulasjonsluft opprettholder den den nødvendige temperaturen og fuktigheten for byggeforhold.
Dette systemet bidrar til å forhindre herdefeil i epoksyharpiksen som brukes med One-Bind Cross®, og sikrer kvalitet og forhindrer forsinkelser på grunn av nedetid eller omarbeid.
Brukseksempel: Forsterkningsprosjekt av Longsen Tunnel
Ronsen-tunnelen på Tohoku Expressway i Japan har vært i bruk siden 1982. Betongforingen og inspeksjonsgangene i tunnelen har alle fått skader og forringelse på grunn av aldersrelatert-slitasje.
Dette forsterkningsprosjektet reparerte ikke bare betongsprekkene, utførte seksjonsreparasjoner for de skadede delene og injiserte inn i hulrommene, men la også karbonfiberlapper på betongoverflaten for å forbedre den strukturelle styrken til foringsbetongen. Den vellykkede implementeringen av dette prosjektet ga pålitelige tekniske referanser og tekniske demonstrasjoner for et stort antall lignende aldrende tunnelforsterkningsprosjekter i Japan.
FoU-teamet uttalte at de i fremtiden vil fokusere på å ytterligere forbedre styrken til One-Bind Cross®, og planlegger å utvide bruksomfanget fra tunneler til områder som seismisk forsterkning av bropilarer, forsterkning av brodekkebjelker og seismisk forsterkning av bygningsstrukturer.
Ettersom infrastruktur i land rundt om i verden generelt går inn i "aldringsstadiet", gir denne innovative teknologien ikke bare en ny løsning for vedlikehold av infrastruktur i Japan, men tilbyr også verdifulle tekniske referanser for lignende utfordringer over hele verden.