Op 8 oktober maakte Obayashi Corporation, een van de vier grote bouwbedrijven in Japan, samen met Toray Industries, Inc., Konoishi Corporation en Chemical Construction Co., Ltd. bekend dat ze met succes een nieuw laminatieproces voor koolstofvezelplaten hadden ontwikkeld, genaamd "One-Bind Cross", en dit hadden toegepast op het versterkingsproject van de Ryozan-tunnel op de Tohoku Expressway in Japan.
De nieuwe technologie maakt gebruik van biaxiale koolstofvezelplaten, waardoor het bouwproces voor de versterking van tunnelbekledingen aanzienlijk wordt vereenvoudigd en een geheel-nieuwe oplossing wordt geboden voor de vernieuwing en het onderhoud van verouderde infrastructuur. De ontwikkeling van het One-Bind Cross®-proces heeft tot doel de efficiëntieknelpunten van traditionele versterkingsmethoden fundamenteel aan te pakken.
Zwaar-duo, biaxiaal plaatmateriaal van koolstofvezel
De technologie maakt gebruik van koolstofvezelplaten met dubbele- assen met een eenheidsgewicht van 200 g/m², een treksterkte van 2900 N/mm² of hoger en een statische elastische modulus van 245±36 kN/mm². Door het gebruik van de nieuwe platen met een hoog-gewicht kunnen wapeningsoperaties hetzelfde versterkende effect bereiken als traditionele dubbel-platen met slechts één laag plaat.
Procesinnovatie
Door impregnatiegaten aan te brengen op de kruispunten van de vezels werd ervoor gezorgd dat de epoxyhars volledig in het plaatmateriaal en het oppervlak van het bekledingsbeton kon doordringen. Dit verbeterde de hechtsterkte tussen het plaatmateriaal en het betonoppervlak aanzienlijk, waardoor de betrouwbaarheid van het versterkende effect werd gewaarborgd.
Efficiëntieverbetering: De optimalisatie van bouwprocessen heeft opmerkelijke resultaten opgeleverd.
De One-Bind Cross®-technologie heeft, in combinatie met andere beveiligingstechnologieën die gelijktijdig voor dit project zijn ontwikkeld, een uitgebreide verbetering van de efficiëntie bereikt.
Aanzienlijke reductie van productieprocessen
Het leggen van de platen is teruggebracht van de traditionele twee lagen naar één laag, en het proces is gestroomlijnd van de oorspronkelijke elf stappen naar acht stappen. Tegelijkertijd is de plaatbreedte vergroot van de traditionele 500 mm naar 1000 mm, waardoor het aantal bewerkingen effectief is verminderd.
Voertuig-gemonteerd werkplatform "Flap Lift"
"Flap Lift" biedt een breed werkplatform (10,5 meter lang) dat de helft van de dwars-doorsnede van de tunnel kan bestrijken. Het kan worden uit- en ingetrokken op de basis van een grote vrachtwagen en de constructie kan worden uitgevoerd door simpelweg eenrichtingsverkeerscontrole op de tunnel te implementeren. Het hydraulische systeem kan het platform op de optimale hoogte en hoek positioneren, waardoor de versterking van de tunnelbekleding wordt vergemakkelijkt. Werknemers kunnen zich vrij op het platform bewegen, waardoor de werkefficiëntie aanzienlijk wordt verbeterd. Bij gebruik in combinatie met One-Bind Cross® kan het het aantal verkeerscontroles verder verminderen, waardoor de bouwefficiëntie wordt verdubbeld.
"Pinant" bouwomgevingscontrolesysteem
"Pinant" is een omgevingscontrolesysteem dat optimale werkomstandigheden kan handhaven, zelfs in een omgeving met hoge-vochtigheid in een tunnel. De tent{2}}achtige structuur sluit nauw aan op de tunnelvoering, waardoor wordt voorkomen dat buitenlucht het werkgebied binnendringt. Door circulerende lucht te gebruiken, wordt de vereiste temperatuur en vochtigheid voor de bouwomstandigheden gehandhaafd.
Dit systeem helpt uithardingsfouten in de epoxyhars die wordt gebruikt met One-Bind Cross® te voorkomen, waardoor de kwaliteit wordt gewaarborgd en vertragingen in de voortgang als gevolg van stilstand of herbewerking worden voorkomen.
Toepassingsvoorbeeld: Versterkingsproject van de Longsen-tunnel
De Ronsen-tunnel op de Tohoku Expressway in Japan is in gebruik sinds 1982. De betonnen bekleding en de inspectiegangen van de tunnel hebben allemaal schade en slijtage opgelopen als gevolg van leeftijd-gerelateerde slijtage.
Dit versterkingsproject repareerde niet alleen de betonscheuren, voerde sectiereparatie uit voor de beschadigde delen en injecteerde in de holtes, maar legde ook koolstofvezelpleisters op het betonoppervlak om de structurele sterkte van het bekledingsbeton te vergroten. De succesvolle implementatie van dit project leverde betrouwbare technische referenties en technische demonstraties op voor een groot aantal soortgelijke verouderde tunnelversterkingsprojecten in Japan.
Het R&D-team heeft verklaard dat zij zich in de toekomst zullen concentreren op het verder versterken van de sterkte van One-Bind Cross®, en van plan zijn de toepassingsmogelijkheden ervan uit te breiden van tunnels naar gebieden zoals seismische versterking van brugpijlers, versterking van brugdekbalken en seismische versterking van bouwconstructies.
Nu de infrastructuur in landen over de hele wereld over het algemeen de fase van ‘veroudering’ ingaat, biedt deze innovatieve technologie niet alleen een nieuwe oplossing voor het infrastructuuronderhoud in Japan, maar biedt ze ook waardevolle technische referenties voor soortgelijke uitdagingen wereldwijd.