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东丽,开发碳纤维新工艺

2025-10-16 17:001880
 10月8日,日本四大建筑公司之一的大林组株式会社联合东丽株式会社、小西株式会社、化学工事株式会社共同宣布,成功开发出新型碳纤维片材粘接工艺“One-Bind Cross®”,并已首次应用于东北高速公路龙森隧道加固工程。

这一创新技术通过使用双向碳纤维片材,实现了隧道衬砌补强施工流程的大幅简化,为日本大量老化基础设施的更新维护提供了全新解决方案。

 

老化危机

日本基础设施的迫切挑战

日本经济高速增长期建设的大量基础设施,如今正面临严峻的老化问题。

自上世纪60年代以来建设的隧道和道路桥梁,到2040年将有约半数建成超过50年。这些“老龄化”设施的安全维护和加固改造,已成为日本社会亟待解决的重大课题。

在传统的隧道衬砌加固工程中,通常需要将200g/m²的单向碳纤维贴片纵横交错粘贴两层。每层贴片都需要单独涂覆树脂并等待固化,导致施工工序繁琐、工期延长,进而使得交通管制期限大幅增加,给社会交通带来沉重负担。

技术突破

双向加固的革命性创新

One-Bind Cross®工艺的开发,旨在从根本上解决传统加固方法的效率瓶颈。

核心材料突破:该技术采用通过特殊编织方法制成的纵横双向碳纤维片材,在纵横两个方向上均达到200g/m²的单位面积重量。这一创新设计使得仅需单层粘贴即可获得与传统双层粘贴同等的加固效果。

 

工艺创新:通过在纤维交叉点设置浸渍孔,确保了环氧树脂在片材与衬砌混凝土表面的充分渗透,从而显著增强贴片与混凝土表面的粘结强度,保障了加固效果的可靠性。

效率提升:

施工流程优化成效显著

应用One-Bind Cross®后,隧道衬砌加固工程实现了全方位的效率提升。

工序大幅精简:片材粘贴作业从传统的两层减少为一层,工序从原来的11道精简至8道。同时,片材宽度从传统的500mm加大至1000mm,有效减少了作业次数。预计碳纤维片材粘贴施工工序总数可减少约20%。

 

施工效率倍增:在东北高速公路龙森隧道加固工程中,大林组首次应用One-Bind Cross®,并结合引入卡车搭载式系统脚手架“Flap Lift®”。实际应用表明,与传统方式相比,施工效率提升了约两倍。

应用实效:

龙森隧道的成功实践

东北高速公路龙森隧道自1982年投入使用,其衬砌混凝土及巡查步道均出现了因年久老化而产生的损伤与劣化。

此次补强工程采用了综合整治方案:除了对混凝土裂缝进行修补、对损伤部分进行截面修复以及对空洞进行灌注外,还在混凝土表面粘贴了碳纤维贴片,以增强衬砌混凝土的结构强度。

这项工程的成功实施,为日本大量类似的老化隧道加固工程提供了可靠的技术参考和工程范例。

研发团队表示,未来将致力于进一步提升One-Bind Cross®的强度,并计划将其应用范围从隧道扩大至桥墩抗震加固、桥面大梁补强、建筑结构抗震加固等领域。

portant;">随着全球各国基础设施普遍进入“老龄化”阶段,这项创新工艺不仅为日本本土的基础设施维护提供了新的解决方案,也为世界范围内的类似挑战提供了宝贵的技术借鉴。

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