L'8 ottobre, Obayashi Corporation, una delle quattro principali società di costruzione del Giappone, ha annunciato congiuntamente con Toray Industries, Inc., Konoishi Corporation e Chemical Construction Co., Ltd. di aver sviluppato con successo un nuovo processo di laminazione di fogli in fibra di carbonio chiamato "One-Bind Cross" e di averlo applicato al progetto di rinforzo del tunnel Ryozan sulla superstrada Tohoku in Giappone.
La nuova tecnologia utilizza fogli in fibra di carbonio biassiale, semplificando in modo significativo il processo di costruzione per il rinforzo del rivestimento del tunnel e fornendo una soluzione-nuova per il rinnovamento e la manutenzione delle infrastrutture obsolete. Lo sviluppo del processo One-Bind Cross® mira ad affrontare in modo fondamentale i colli di bottiglia in termini di efficienza dei metodi di rinforzo tradizionali.
Materiale in lamiera di fibra di carbonio biassiale-per impieghi gravosi
La tecnologia utilizza fogli in fibra di carbonio a doppio-asse con un peso unitario di 200 g/m², una resistenza alla trazione di 2900 N/mm² o superiore e un modulo elastico statico di 245±36 kN/mm². L'uso dei nuovi fogli ad alto-peso consente alle operazioni di rinforzo di ottenere lo stesso effetto di rinforzo dei tradizionali fogli a doppio-strato con un solo strato di foglio.
Innovazione di processo
Mediante la realizzazione di fori di impregnazione nei punti di intersezione delle fibre, è stato garantito che la resina epossidica potesse penetrare completamente nel materiale in lastre e nella superficie del calcestruzzo di rivestimento. Ciò ha migliorato significativamente la forza di adesione tra il materiale in lamiera e la superficie del calcestruzzo, garantendo l'affidabilità dell'effetto di rinforzo.
Miglioramento dell'efficienza: L'ottimizzazione dei processi costruttivi ha raggiunto risultati notevoli.
La tecnologia One-Bind Cross®, insieme ad altre tecnologie di salvaguardia sviluppate contemporaneamente per questo progetto, ha ottenuto un miglioramento completo dell'efficienza.
Riduzione significativa dei processi produttivi
L'operazione di posa della lastra è stata ridotta dai tradizionali due strati a uno strato e il processo è stato semplificato dagli 11 passaggi originali a 8 passaggi. Allo stesso tempo, la larghezza del foglio è stata aumentata dai tradizionali 500 mm a 1000 mm, riducendo di fatto il numero di operazioni.
Piattaforma di lavoro-montata su veicolo "Flap Lift"
"Flap Lift" fornisce un'ampia piattaforma di lavoro (lunga 10,5 metri) che può coprire metà della sezione trasversale-del tunnel. Può essere aperto e retratto sulla base di un grande camion e la costruzione può essere eseguita semplicemente implementando il controllo del traffico a senso unico nel tunnel. Il sistema idraulico può posizionare la piattaforma all'altezza e all'angolazione ottimali, facilitando il rinforzo del rivestimento del tunnel. I lavoratori possono muoversi liberamente sulla piattaforma, migliorando significativamente l’efficienza del lavoro. Se utilizzato in combinazione con One-Bind Cross®, può ridurre ulteriormente il numero di operazioni di controllo del traffico, raddoppiando l'efficienza della costruzione.
Sistema di controllo dell'ambiente di costruzione "Pinant".
"Pinant" è un sistema di controllo ambientale in grado di mantenere condizioni di lavoro ottimali anche in un ambiente ad alta-umidità all'interno di un tunnel. La sua struttura a tenda- aderisce strettamente al rivestimento del tunnel, impedendo l'ingresso di aria esterna nell'area di lavoro. Utilizzando l'aria circolante, mantiene la temperatura e l'umidità richieste per le condizioni di costruzione.
Questo sistema aiuta a prevenire l'indurimento dei difetti nella resina epossidica utilizzata con One-Bind Cross®, garantendo la qualità e prevenendo ritardi nel processo di lavorazione dovuti a tempi di inattività o rilavorazioni.
Esempio applicativo: Progetto di rinforzo del tunnel Longsen
Il tunnel Ronsen sulla superstrada Tohoku in Giappone è in uso dal 1982. Il rivestimento in cemento e le passerelle di ispezione del tunnel hanno subito danni e deterioramento a causa dell'usura-legata all'età.
Questo progetto di rinforzo non solo ha riparato le fessure del calcestruzzo, effettuato la riparazione delle sezioni per le parti danneggiate e l'iniezione nei vuoti, ma ha anche posato patch in fibra di carbonio sulla superficie del calcestruzzo per migliorare la resistenza strutturale del calcestruzzo di rivestimento. Il successo dell'implementazione di questo progetto ha fornito riferimenti tecnici affidabili e dimostrazioni ingegneristiche per un gran numero di progetti simili di rinforzo di tunnel in invecchiamento in Giappone.
Il team di ricerca e sviluppo ha dichiarato che in futuro si concentrerà sul miglioramento ulteriore della resistenza di One-Bind Cross® e prevede di espandere il suo ambito di applicazione dai tunnel ad aree come il rinforzo sismico dei piloni dei ponti, il rinforzo delle travi dell'impalcato dei ponti e il rinforzo sismico delle strutture degli edifici.
Poiché le infrastrutture nei paesi di tutto il mondo generalmente entrano nella fase di “invecchiamento”, questa tecnologia innovativa non solo fornisce una nuova soluzione per la manutenzione delle infrastrutture in Giappone, ma offre anche preziosi riferimenti tecnici per sfide simili in tutto il mondo.