Analiza numeryczna i badania pod obciążeniem mostu drogowego z kompozytów FRP

• Autorzy: Rajchel M. , Siwowski T.

Identyfikatory

DOI

10.7862/rb.2017.37

Warianty tytułu

EN

The fem analysis and proof load test of a road bridge made of FRP composites

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono analizę numeryczną MES oraz wyniki badań statycznych i dynamicznych pierwszego polskiego mostu drogowego z kompozytów FRP. Analitycznie i doświadczalnie oceniono sztywność przęsła mostu i wytężenie jego głównych elementów, a także rozkład obciążenia ruchomego na poszczególne dźwigary oraz zachowanie konstrukcji pod obciążeniem dynamicznym. W obliczeniach MES zastosowano powłokowo – bryłowy model numeryczny przęsła mostu. W badaniach mostu mierzono przemieszczenia, odkształcenia i przyspieszenia wybranych elementów mostu pod próbnym obciążeniem statycznym i dynamicznym. Przeprowadzone badania wykazały odpowiednią nośność i sztywność przęsła mostu oraz potwierdziły jego właściwą charakterystykę dynamiczną. Główne wyniki badań mostu były zgodne z wynikami analizy numerycznej MES, co potwierdza poprawność modelu obliczeniowego, przyjętego na etapie projektowania mostu.

EN

The first Polish road bridge made of FRP composites and its FEM analysis as well as the behaviour under static and dynamic proof tests have been presented in the paper. The theoretical and experimentally determined stiffness and strength of the hybrid FRP – concrete span, load distribution factors and dynamic behaviour have been compared. The detailed shell – brick numerical model of the real bridge has been used for FEM theoretical analysis. During the proof tests the girder’s deflection, FRP and concrete strains and span accelerations have been measured. The proof load tests have revealed the sufficient carrying capacity and good transverse and longitudinal stiffness as well as the proper dynamic behaviour of the bridge. Moreover the FEM model of the span has been quite well validated against the measured results. FEM analysis and proof tests confirmed that FRP composite as the modern and innovative structural material can be widely utilised in bridge construction as an alternative to common materials as steel and concrete.

Słowa kluczowe

PL

kompozyt FRP; most drogowy; analiza MES; badania mostu; walidacja; model numeryczny

EN

road bridge; FRP composite; FEM analysis; proof test; model validation

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej
• Czasopismo: Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture
• Rocznik: 2017
• Tom: z. 64, nr 1
• Strony: 407--422
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Rajchel M.

• Politechnika Rzeszowska, al. Powstańców Warszawy 12, 35-959 Rzeszów, (17) 86 51 016

autor

Siwowski T.

• Politechnika Rzeszowska, al. Powstańców Warszawy 12, 35-959 Rzeszów, (17) 86 51 596

Bibliografia

• [1] Chen Y., P. H. Ziehl, K. W. Harrison. 2009. Experimental characterization and optimization of hybrid FRP/RC bridge superstructure system. Journal of Bridge Engineering 14: 45-54.
• [2] Design Manual for Roads and Bridges (DMRB). Volume 1, Section 3, Part 17: DB 9/05 – Design of FRP Bridges and Highways Agency, Scottish Executive, Welsh Assembly Government, The Department for Regional Development Northern Ireland, May 2005.
• [3] JRC Science for Policy Report. Prospect for new guidance in the design on FRP. Support to the implementation, harmonization and failure development of the Eurocodes. 2016.
• [4] Kitane Y., A. Aref. 2004. Static and fatigue testing of hybrid fiber-reinforced polymer – concrete bridge superstructure. Journal of Composites for Construction 8: 182-190.
• [5] Machelski Cz. 2014. Parameters of load transverse distribution across bridge. Road and Bridges 13: 131-143.
• [6] Machelski Cz. 2016. Sztywność obiektu mostowego jako parametru użytkowego konstrukcji inżynierskich. Przegląd Komunikacyjny 2: 37-32.
• [7] Rozporządzenie Ministra Transportu i Gospodarki Morskiej z dnia 30 maja 2000 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać obiekty inżynierskie i ich usytuowanie (Dz. U. Nr 63/00, poz. 735).
• [8] Siwowski T., Rajchel M., Kaleta D., Własak L. 2016. Pierwszy polski most drogowy z kompozytów FRP. Mosty 2: 62-66.
• [9] Zoghi M. 2014. The international Handbook of FRP Composites in Civil Engineering. Boca Raton. CRC Press, Taylor & Francis Group LLC.

Uwagi

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