Investigation of strengthening effectiveness of reinforced concrete bridge with prestressed CFRP strips

• Autorzy: Piątek B. , Siwowski T.

Identyfikatory

DOI

10.7409/rabdim.016.019

Warianty tytułu

PL

Badania efektywności wzmocnienia mostu żelbetowego wstępnie naprężonymi taśmami CFRP

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

Taśmy CFRP są powszechnie stosowane do wzmacniania konstrukcji budowlanych, w tym mostów. W ostatnich latach coraz częściej stosuje się wstępnie naprężone taśmy CFRP, przez co zwiększa się efektywność i trwałość wzmocnienia. Na świecie powstało kilka systemów sprężająco-kotwiących, służących do stosowania tej technologii. W artykule opisano wdrożenie nowego systemu sprężająco-kotwiącego do wzmacniania mostów oraz badania jego efektywności. Przedmiotem wzmocnienia był most żelbetowy, belkowy, o schemacie belki swobodnie podpartej ze wspornikami. Podczas prac remontowych przeprowadzono badania mostu pod obciążeniem statycznym zarówno przed, jak i po wzmocnieniu mostu wstępnie naprężonymi taśmami CFRP. Celem badań było sprawdzenie efektywności wzmacniania mostu oraz ocena nowego systemu wzmacniania w warunkach in-situ. W wyniku wzmocnienia naprężonymi taśmami CFRP stwierdzono redukcję naprężeń w zbrojeniu stalowym w granicach 20-30% oraz wykazano włączenie się taśm CFRP do współpracy ze zbrojeniem stalowym. Na podstawie wyników badań mostu stwierdzono, że efektywność wzmocnienia była zadowalająca, a zastosowanie nowego systemu skuteczne.

EN

CFRP strips are commonly used for post-strengthening of various structures including bridges. In the recent years prestressed strips have been phased in due to their better effectiveness and durability as compared to non-prestressed strips. Several tensioning-anchoring kits have been developed to implement the prestressed CFRP strips technology. This paper describes implementation of a newly developed tensioning-anchoring kit and the results of experimental investigation of its effectiveness. The structural system of the bridge in question is a reinforced concrete simply supported beam with cantilevers at both sides. During the repair static load tests were carried out before and after installation of prestressed CFRP strips. The purpose of these tests was to verify the post-strengthening effect and assess the in-field performance of system. It was established that post-strengthening with prestressed CFRP strips reduced by 20-30% the stresses induced in the existing reinforcing steel and that the strips acted in combination with the existing reinforcement. The results of the performed tests have proven satisfactory effect and desired performance of the newly developed tensioning-anchoring kit.

Słowa kluczowe

PL

badania mostu; sprężenie; system wzmacniania; taśmy CFRP; wzmacnianie mostów

EN

bridge tests; CFRP strips; post-strengthening of bridges; post-strengthening system; prestressing

• Wydawca: Instytut Badawczy Dróg i Mostów
• Czasopismo: Roads and Bridges - Drogi i Mosty
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 15, no. 4
• Strony: 301--314
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Piątek B.

• Politechnika Rzeszowska, Zakład Dróg i Mostów, ul. Poznańska 2, 35-084 Rzeszów

autor

Siwowski T.

• Politechnika Rzeszowska, Zakład Dróg i Mostów, ul. Poznańska 2, 35-084 Rzeszów

Bibliografia

• 1. Meier U.: Carbon Fiber - Reinforced Polymers: Modern Materials in Bridge Engineering. Structural Engineering International, 2, 1, 1992, 7-12
• 2. Meier U., Deuring M.: The Application of Fiber Composites in Bridge Repair. Strasse und Verkehr, 77, 9, 1991, 534-535
• 3. Siwowski T., Radomski W.: Pierwsze krajowe zastosowanie taśm kompozytowych do wzmocnienia mostu. Inżynieria i Budownictwo, 54, 7, 1998, 382-388
• 4. Andrä H.P., Maier M.: Post-strengthening with Externally Bonded Prestressed CFRP Strips. Conference Proceedings of 16 Congress of IABSE, International Association for Bridge and Structural Engineering, Lucerne, 7, 2000, 1507-1514
• 5. Suter R., Jungo D.: Vorgespannte CFK Lamellen zur Verstärkung von Bauwerken. Beton und Stahlbetonbau, 96, 5, 2001, 350-358
• 6. Schwegler G., Berset T.: The Use of Prestressed CFRP-Laminates as Post-Strengthening. Conference Proceedings of 16 Congress of IABSE, International Association for Bridge and Structural Engineering, Lucerne, 7, 2000, 1458-1465
• 7. Stoecklin I., Meier U.: Strengthening of Concrete Structures with Prestressed and Gradually Anchored CFRP Strips. Proceedings of 6 International Symposium on FRP Reinforcement for Concrete Structures, Singapore, 2003, 1321-1330
• 8. Kotynia R., Michels J., Staśkiewicz M., Czaderski C., Motavalli M.: Pionierskie wzmocnienie kablobetonowych dźwigarów przy użyciu naprężonych taśm kompozytowych kotwionych metodą gradientową w moście przez rzekę Pilsę w Szczercowskiej Wsi. Konferencja Dni Betonu, Wisła, 2014, 203-210
• 9. Łagoda M.: Wzmacnianie mostów przez doklejanie elementów. Seria: Inżynieria Lądowa, monografia 322, Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej, Kraków, 2005
• 10. Siwowski T., Michałowski J., Błażewicz S.: Nowy system sprężania taśm kompozytowych CFRP do wzmacniania konstrukcji żelbetowych. Inżynieria i Budownic- two, 66, 3, 2010, 152-156
• 11. Siwowski T., Żółtowski P.: Strengthening Bridges with Prestressed CFRP Strips. SSP Journal of Civil Engineering, 7, 1, 2012, 79-86
• 12. Paśko P., Piątek B., Siwowski T.: Badania zakotwień w systemie wzmacniania konstrukcji sprężonymi taśmami CFRP. Budownictwo i Architektura, 13, 3, 2014, 143-150
• 13. Piątek B., Siwowski T.: Badania statyczne i zmęczeniowe zakotwień sprężonych taśm CFRP do wzmacniania konstrukcji budowlanych. Inżynieria i Budownictwo, 72, 1, 2016, 24-28
• 14. Normatyw techniczny projektowania mostów na drogach samochodowych. Obciążenia ruchome. Ministerstwo Transportu Drogowego i Lotniczego, Warszawa, 1956
• 15. PN-58/B-03261 Betonowe i żelbetowe konstrukcje mostowe. Obliczenia statyczne i projektowanie
• 16. PN-EN 1992-1-1:2008 Eurokod 2. Projektowanie konstrukcji z betonu. Część 1-1: Reguły ogólne i reguły dla budynków
• 17. PN-85/S-10030 Obiekty mostowe. Obciążenia
• 18. PN-91/S-10042 Obiekty mostowe. Konstrukcje betonowe, żelbetowe i sprężone. Projektowanie

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).