Первые композитные кабельные опоры, вероятно, были установлены на пешеходном мосту, построенном Freyssinet International (Velizy, France) через реку Gave de Pau в Laroin, France. Шестнадцать углепластиковых композитных кабелей поддерживают 100 метровый пролет (стандартные стальные кабели использовались для задних опор – кабелей, подсоединенных к вершинам башен, анкерующих их к земле). Кабели диаметром 6 мм – по длине в диапазоне от 20 до 45 метров – были собраны на стороне, использую углепластиковые стержни, полученные пултрузией в близлежащей Soficar SA (Saint-Maurice, Cedex, France), с использование углеродных волокон от компании Torayca. Стержни были доставлены на катушке, порезаны на нужные длины и связаны в группы по семь штук с использованием полиэтиленовой оболочки высокой плотности. Freyssinet была в состоянии использовать анкерование очень похожее на стандартную разделку стального кабеля, но вставила слой нефтяного воска, чтобы обеспечить буфер между композитным кабелем и анкерным зажимом, для защиты композита от повреждения. Завершенный в 1996 году, мост Stork в Винтертур (Winterthur), Швейцария, можно сказать, является первым вантовым автомобильным мостом с композитными кабелями: два из его 24-х кабелей поддержки являются углепластиковыми композитами, установленными для демонстрации их использования и долговечности в этом приложении. Оставшиеся кабели являются традиционно стальными. Дека моста Stork перекинута над рекой и железнодорожной станцией. Центральная азовая башня поддерживает 2 пролета: первый длиной 63 метра и второй длиной 61 метр. Проект композитных кабелей был предложен и поддержан профессором, доктором Юрс Мейером (Dr. Urs Meier), заместителем генерального директора Швейцарских Федеральных Лабораторий Исследований и Испытаний Материалов (Swiss Federal Laboratories for Materials Testing and Research) в Дубендорф, Швеция. Каждая композитная опора состоит из связки 241 углепластикового провода в эпоксидной матрице, 5 мм в диаметре, сделанных пултрузией компании Stesalit AG (Zullwil, Switzerland) с использованием стандартных углеродных волокон от Toray Industries (Tokyo, Japan). Провода имеют содержание волокна от 65 до 70 процентов, и испытанный модуль растяжения составляет 165 ГПа с прочностью на растяжение 3300 МПа. Фотография мостовой композитной кабельной опоры, которая состоит из 241 стержня диаметром 5 мм, которые будут заключены в полиэтиленовую оболочку. Источник: EMPA Мейер говорит, что полноразмерный прототип кабеля, сконструированный чтобы выдерживать нагрузку 12 МН (1200 тонн), был подвержен нагрузке «в три раза более высокой, чем допустима на мосту Stork, в течение более чем 10 млн. циклов», без повреждения. EMPA укомплектовала композитные кабели, их анкераж и соседние стальные кабели как обычными, так и нововведенными оптоволоконными сенсорами для регистрации любого напряжения или деформации. «Результаты после 9 лет эксплуатации полностью удовлетворительные», - говорит Мейер. Собранные кабели были заделаны компанией BBR Systems (Schwerzenbach, Switzerland) в анкерующей опоре на вершинах азовых башен использую технологию, запатентованную Мейером и двумя шведскими коллегами, переданную EMPA и лицензированную BBR. Каждый кабель анкерован в прессованный эпоксидный конус внутри стальной конической литой оболочки, с пограничной поверхностью между анкерным конусом и оболочкой сконструированной так, чтобы допустить свободнее скольжение. Модуль эпоксидного конического анкера градуирован от мягкого участка, в зоне входа кабеля, до жесткого участка по окончании анкера, чтобы сделать передачу срезающей силы однородной в поперечные, чувствительные к давлению, углепластиковые стержни. Кабели были установлены следуя, по существу, той же процедуре установке, что применяется и для стальных кабельных опор. Мейер подчеркивает, что технология для углепластиковых композитных кабелей «уже находится на очень высоком уровне», но сетует, что разработчики мостов все еще обращают больше внимания на первоначальные затраты на углеродные композитные кабели, чем на стоимость жизненного цикла, и классифицируют их как «очень дорогие». Две из показанных здесь на рисунке кабельных опоры на мосту Stork в Winterthur, Switzerland, были сформированы из связанных углепластиковых стержней, которые вели себя так, как и было в них заложено, на протяжении почти 10 лет. Источник: EMPA |