Am 8. Oktober gab die Obayashi Corporation, eines der vier großen Bauunternehmen in Japan, gemeinsam mit Toray Industries, Inc., Konoishi Corporation und Chemical Construction Co., Ltd. bekannt, dass sie erfolgreich ein neues Laminierungsverfahren für Kohlefaserplatten namens „One-Bind Cross“ entwickelt und auf das Verstärkungsprojekt des Ryozan-Tunnels auf der Tohoku-Schnellstraße in Japan angewendet haben.
Die neue Technologie verwendet biaxiale Kohlefaserplatten, was den Bauprozess für die Verstärkung der Tunnelauskleidung erheblich vereinfacht und eine völlig neue Lösung für die Erneuerung und Wartung veralteter Infrastruktur bietet. Die Entwicklung des One-Bind Cross®-Prozesses zielt darauf ab, die Effizienzengpässe traditioneller Verstärkungsmethoden grundlegend zu beseitigen.
Hochleistungsfähiges biaxiales Kohlefaserplattenmaterial
Bei der Technologie werden doppelachsige Kohlefaserplatten mit einem Stückgewicht von 200 g/m², einer Zugfestigkeit von 2900 N/mm² oder mehr und einem statischen Elastizitätsmodul von 245 ± 36 kN/mm² verwendet. Durch die Verwendung der neuen Platten mit hohem Gewicht können Verstärkungsvorgänge mit nur einer einzigen Plattenschicht die gleiche Verstärkungswirkung erzielen wie herkömmliche Doppelschichtplatten.
Prozessinnovation
Durch das Anbringen von Imprägnierlöchern an den Faserkreuzungspunkten wurde sichergestellt, dass das Epoxidharz vollständig in das Plattenmaterial und die Oberfläche des Auskleidungsbetons eindringen kann. Dadurch wurde die Verbundfestigkeit zwischen dem Plattenmaterial und der Betonoberfläche deutlich verbessert und die Zuverlässigkeit der Bewehrungswirkung gewährleistet.
Effizienzsteigerung: Die Optimierung von Bauprozessen hat bemerkenswerte Ergebnisse erzielt.
Durch die One-Bind Cross®-Technologie konnte in Verbindung mit anderen gleichzeitig für dieses Projekt entwickelten Schutztechnologien eine umfassende Effizienzsteigerung erzielt werden.
Deutliche Reduzierung der Produktionsprozesse
Der Plattenlegevorgang wurde von den herkömmlichen zwei Schichten auf eine Schicht reduziert und der Prozess wurde von ursprünglich 11 Schritten auf 8 Schritte rationalisiert. Gleichzeitig wurde die Blechbreite von traditionell 500 mm auf 1000 mm erhöht, wodurch die Anzahl der Arbeitsgänge effektiv reduziert wurde.
Fahrzeugmontierte Arbeitsbühne „Flap Lift“
„Flap Lift“ bietet eine breite Arbeitsplattform (10,5 Meter lang), die die Hälfte des Tunnelquerschnitts abdecken kann. Es kann auf der Basis eines großen LKWs aus- und eingefahren werden, und der Bau kann durch einfache Implementierung einer Einbahnverkehrskontrolle im Tunnel durchgeführt werden. Das Hydrauliksystem kann die Plattform in der optimalen Höhe und im optimalen Winkel positionieren und so die Verstärkung der Tunnelauskleidung erleichtern. Die Arbeiter können sich frei auf der Plattform bewegen, was die Arbeitseffizienz erheblich steigert. In Kombination mit One-Bind Cross® kann die Anzahl der Verkehrskontrollvorgänge weiter reduziert und die Baueffizienz verdoppelt werden.
„Pinant“-Kontrollsystem für die Bauumgebung
„Pinant“ ist ein Umgebungskontrollsystem, das selbst in einer Umgebung mit hoher -Luftfeuchtigkeit innerhalb eines Tunnels optimale Arbeitsbedingungen aufrechterhalten kann. Seine zeltartige Struktur liegt eng an der Tunnelauskleidung an und verhindert so das Eindringen von Außenluft in den Arbeitsbereich. Durch die Verwendung von Umluft wird die für die Baubedingungen erforderliche Temperatur und Luftfeuchtigkeit aufrechterhalten.
Dieses System trägt dazu bei, Aushärtungsfehler des mit One-Bind Cross® verwendeten Epoxidharzes zu verhindern, die Qualität sicherzustellen und Verzögerungen im Fortschritt aufgrund von Ausfallzeiten oder Nacharbeiten zu vermeiden.
Anwendungsbeispiel: Verstärkungsprojekt des Longsen-Tunnels
Der Ronsen-Tunnel auf der Tohoku-Schnellstraße in Japan ist seit 1982 in Betrieb. Die Betonauskleidung und die Inspektionsstege des Tunnels weisen aufgrund altersbedingter Abnutzung Schäden und Abnutzungserscheinungen auf.
Bei diesem Verstärkungsprojekt wurden nicht nur die Betonrisse repariert, Abschnittsreparaturen für die beschädigten Teile durchgeführt und Hohlräume injiziert, sondern es wurden auch Kohlefaserpflaster auf die Betonoberfläche gelegt, um die strukturelle Festigkeit des Auskleidungsbetons zu erhöhen. Die erfolgreiche Umsetzung dieses Projekts lieferte zuverlässige technische Referenzen und technische Demonstrationen für eine große Anzahl ähnlicher in die Jahre gekommener Tunnelverstärkungsprojekte in Japan.
Das F&E-Team gab an, dass es sich in Zukunft auf die weitere Verbesserung der Festigkeit von One-Bind Cross® konzentrieren wird und plant, seinen Anwendungsbereich von Tunneln auf Bereiche wie die seismische Verstärkung von Brückenpfeilern, die Verstärkung von Brückendeckträgern und die seismische Verstärkung von Gebäudestrukturen auszudehnen.
Da die Infrastruktur in Ländern auf der ganzen Welt im Allgemeinen in die „Alterungsphase“ eintritt, bietet diese innovative Technologie nicht nur eine neue Lösung für die Infrastrukturwartung in Japan, sondern bietet auch wertvolle technische Referenzen für ähnliche Herausforderungen weltweit.