Badania płyt pomostu z betonu lekkiego zbrojonych prętami kompozytowymi GFRP

• Autorzy: Wiater A. , Rajchel M. , Siwowski T.

Identyfikatory

DOI

10.7862/rb.2015.211

Warianty tytułu

EN

Research on deck slabs made of lightweight concrete and reinforced with GFRP bars

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Płyty betonowe w obiektach mostowych mają najmniejszą trwałość spośród wszystkich ich elementów. Jednym ze sposobów zwiększenia ich trwałości jest zastosowanie do ich zbrojenia są prętów kompozytowych, które charakteryzują się wysoką odpornością na korozję, a także wysoką wytrzymałością i małym ciężarem własnym. Badania prowadzone od kilku lat w Kanadzie, USA oraz Japonii zarówno w warunkach laboratoryjnych jak również w rzeczywistych warunkach eksploatacji mostów wykazały, że betonowe płyty pomostu zbrojone prętami kompozytowymi zachowują się bardzo dobrze pod obciążeniem i mają zdecydowanie większą trwałość. Celem pracy jest przedstawienie własnych badań statycznych i zmęczeniowych betonowych płyt pomostu zbrojonych prętami kompozytowymi, sprawdzenie ich nośności oraz trwałości zmęczeniowej. W celu uzyskania korzystnej redukcji ciężaru własnego płyt zastosowano konstrukcyjny beton lekki. Uzyskane wyniki porównano z obliczeniami normowymi. Wykazano, że płyty pomostowe z betonu lekkiego, zbrojone prętami kompozytowymi są pełnowartościową alternatywą dla konwencjonalnych płyt pomostowych.

EN

The bridge concrete deck slabs have got the least durability among bridge structural elements. One of the way of the durability enhancement is the use of non-metallic rebars with excellent corrosion resistance, high strength and low self-weight. The research recently conducted in Canada, USA and Japan both in laboratory and under traffic have revealed the concrete bridge deck slabs with GFRP rebars have had good structural behavior and much higher durability. The main goal of the paper is the presentation of research works on static and fatigue behavior of three concrete slab models with GFRP rebars. The carrying capacity of the slabs as well as fatigue durability have been checked during experimental tests. To reduce the self-weight of the slabs the structural lightweight concrete has been used. Experimental results have been compared to code-checking calculations, showing main discrepancies. However the research clearly revealed, that bridge deck slabs made of LC concrete and GFRP rebars could be viable alternative for conventional concrete decks with steel rebars.

Słowa kluczowe

PL

płyta pomostu; zbrojenie; pręt kompozytowy; beton lekki; badanie wytrzymałościowe; badanie zmęczeniowe

EN

slab deck; reinforcement; GFRP rebar; lightweight concrete; strength test; fatigue test

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej
• Czasopismo: Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture
• Rocznik: 2015
• Tom: z. 62, nr 4
• Strony: 469--492
• Opis fizyczny: Bibliogr. 25 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Wiater A.

• Politechnika Rzeszowska, Zakład Dróg i Mostów

autor

Rajchel M.

• Politechnika Rzeszowska, Zakład Dróg i Mostów

autor

Siwowski T.

• Politechnika Rzeszowska, Zakład Dróg i Mostów

Bibliografia

• [1] Abdul Salam B.: Behaviour of shear critical FRP reinforced concrete one-way slabs, Doctoral Thesis, Universite de Sherbrooke, Quebec, Canada, 2014.
• [2] ACI 440.1R-06. Guide for Design and Construction of Structure Concrete Reinforced with FRP Bars.
• [3] Alsharif F.: Structural behavior of lightweight concrete bridge deck slabs reinforced with basalt FRP bars, Master of Science Thesis, University of Illinois at Chicago, 2014.
• [4] Benmokrane B., El-Salakawy E., El.,-Ragaby A., Lacky T.: Design and Testing of Concrete Bridge Decks Reinforced with Glass FRP Bars, Journal of Bridge Engineering, vol. 11, no. 2, 2006, pp. 217-229.
• [5] Benmokrane B., El-Salakawy E., El-Ragaby A., El-Gamal S.: Performance evaluation of innovative concrete bridge deck slabs reinforced with fibre-reinforcedpolymer bars, Canadian Journal of Civil Engineering, vol. 34, no 3, 2007, pp. 298-310.
• [6] El-Ragaby A., El-Salakawy E., Benmokrane B.: Fatigue analysis of concrete bridge deck slabs reinforced with E-glass/vinyl ester FRP reinforcing bars, Composites Part B: Engineering, vol.38, no.5–6, 2007, pp. 703-711.
• [7] El-Ragaby, A., El-Salakawy, E.F., Benmokrane, B.: Experimental Investigation on the Fatigue Behaviour of GFRP Reinforced Concrete Bridge Deck Slabs, Proceedings of the 1st International Structural Specialty Conference, CSCE Annual Conference, Calgary, Alberta, Canada, May 23-26, 2006 Paper ST-126, CD-Rom: pp. 1-10.
• [8] El-Salakawy E., Benmokrane B., El-Ragaby A., Nadeau D.: Field investigation on the first bridge deck slab reinforced with glass FRP bars constructed in Canada, ASCE Journal of Composites in Construction, vol.9, no.6, 2005, pp.470-479.
• [9] Hassan T., Rizkalla S., Abdelrahman A., Tadros G.: Design recommendations for bridge deck slabs reinforced by fiber reinforcement polymers. Proceedings of 4th International Symposium on Fiber Reinforced Polymers Reinforcement for Concrete Structures, FRPRC-4 ACI-SP-188, Baltimore, 1999, pp. 313-324.
• [10] Holden K., Pantelides C., Reaveley L.: Bridge constructed with GFRP-reinforced precast concrete deck panels: case study, Journal of Bridge Engineering, vol.19, no.5, 2014.
• [11] Japan Concrete Institute.: Non-metallic (FRP) reinforcement for concrete structures, Proceedings of 3rd International Symposium (FRP RCS-3), Sapporo, Japan, vol. 1, 1997.
• [12] Liu R., Pantelides C.P.: Shear strength of GFRP reinforced precast lightweight concrete panels, Construction and Building Materials, vol. 48, no.11, 2013, pp. 51-58.
• [13] Mahroug M. E. M., Ashour A. F., Lam D.: Experimental response and code modelling of continuous concrete slabs reinforced with BFRP bars, Composite Structures, vol.107, 2014, pp.664–674.
• [14] Nanni A., Faza S.: Designing and constructing with FRP bars: An emerging technology, ACI Concrete International, vol. 24, no. 11, 2002, pp. 53-58.
• [15] Pantelides C. P., Liu R., Reaveley L. D.: Lightweight concrete precast bridge deck panels reinforced with glass fiber-reinforced polymer bars, ACI Structural Journal, vol.109, no.6, 2012, pp. 879-888.
• [16] PN-85/S-10030. Obiekty mostowe. Obciążenia. Warszawa, 1985.
• [17] PN-EN 1254 – Część 1:2001. Badania betonu w konstrukcjach – Odwierty rdzeniowe. Wycinanie, ocena i badania wytrzymałości na ściskanie.
• [18] PN-EN 13791:2008. Ocena wytrzymałości betonu na ściskanie w konstrukcjach i prefabrykowanych wyrobach betonowych.
• [19] PN-EN 1991-2:2005. Oddziaływania na konstrukcję .Obciążenia ruchome mostów.
• [20] PN-EN 1992-1-1:2008. Eurokod 2. Projektowanie konstrukcji z betonu. Część 1-1: Reguły ogólne i reguły dla budynków
• [21] Rizklla S., Tadros G.: First smart bridge in Canada. ACI Concrete International, vol. 16, no. 6, 1998, pp. 42-44.
• [22] Saadatmanesh H, Ehsni M. R.: International conference on composites of infrastructure. Proceedings of ICCI, Tucson, Arizona, 1996.
• [23] Wiater A., Rajchel M., Siwowski T.: Analiza obliczeniowa płyt pomostowych z betonu lekkiego zbrojonego prętami GFRP w świetle badań doświadczalnych, Inżynieria i Budownictwo, 2016 (w druku).
• [24] Yost J.R., Uzman Z., Gross S. G., Iglesias J.: Shear strength of continuous GFRP reinforced concrete beams subjected to uniform load, Proceedings of the 7th International Conference on FRP Composites in Civil Engineering (CICE). International Institute for FRP in Construction, 2014.
• [25] Yost, J. R., Dinehart D. W., Gross S. P., Reilly P.: Fatigue Evaluation of a GFR Reinforced Bridge Deck., Structure magazine, February 2014, pp 10-12.