Hybrid bridge structures made of FRP composite and concrete

• Autorzy: Rajchel M. , Siwowski T.

Identyfikatory

DOI

10.1515/ceer-2017-0043

Warianty tytułu

PL

Mostowe konstrukcje zespolone typu “kompozyt FRP – beton”

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Despite many advantages over the conventional construction materials, the contemporary development of FRP composites in bridge engineering is limited due to high initial cost, low stiffness (in case of glass fibers) and sudden composite failure mode. In order to reduce the given limitations, mixed (hybrid) solutions connecting the FRP composites and conventional construction materials, including concrete, have been tested in many countries for 20 years. Shaping the hybrid structures based on the attributes of particular materials, aims to increase stiffness and reduce cost without losing the carrying capacity, lightness and easiness of bridges that includes such hybrid girders, and to avoid the sudden dangerous failure mode. In the following article, the authors described examples of hybrid road bridges made of FRP composite and concrete within the time of 20 years and presented the first Polish hybrid FRP-concrete road bridge. Also, the directions of further research, necessary to spread these innovative, advanced and sustainable bridge structures were indicated.

PL

Pomimo wielu przewag w stosunku do konwencjonalnych materiałów budowlanych, współczesny rozwój zastosowań kompozytów FRP w budownictwie mostowym jest ograniczony ze względu na wysoki koszt początkowy, zbyt małą sztywność oraz nagłą postać zniszczenia elementów konstrukcyjnych. W celu redukcji tych ograniczeń od blisko 20 lat w wielu krajach testuje się rozwiązania mieszane (hybrydowe - zespolone), łączące kompozyty FRP z konwencjonalnymi materiałami budowlanymi, w tym głównie z betonem. Kształtowanie konstrukcji hybrydowej, bazujące na właściwościach poszczególnych materiałów składowych, ma na celu zwiększenie sztywności i redukcję kosztów, bez utraty nośności, lekkości i łatwości budowy mostów z takich dźwigarów oraz uniknięcie nagłej, niebezpiecznej postaci zniszczenia. W artykule przedstawiono przykłady mostów drogowych o konstrukcji hybrydowej z kompozytów FRP i betonu na przestrzeni ponad 20 lat oraz pierwszy polski most drogowy o konstrukcji hybrydowej „kompozyt FRP – beton”. Wskazano także kierunki dalszych badań, niezbędnych w celu upowszechnienia tych innowacyjnych konstrukcji mostowych.

Słowa kluczowe

EN

FRP composite; concrete; hybrid structures; bridges; shaping

PL

kompozyt FRP; beton; konstrukcja zespolona; most; kształtowanie

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Uniwersytetu Zielonogórskiego
• Czasopismo: Civil and Environmental Engineering Reports
• Rocznik: 2017
• Tom: No. 26(3)
• Strony: 161--169
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., fot., rys.

Twórcy

autor

Rajchel M.

• Rzeszów University of Technology, Rzeszów, Poland

autor

Siwowski T.

• Rzeszów University of Technology, Rzeszów, Poland

Bibliografia

• 1. Hollaway L.C.,Head P.R.: Advanced polymer composites and poly-mers in the civil infrastructure. Elsevier, Oxford, 2001.
• 2. Zoghi M. (ed.): 2014. The International Handbook of FRP Composites in Civil Engineering. CRC Press, Taylor & Francis Group LLC, Boca Raton.
• 3. Cheng L., Karbhari V.M.: New bridge systems using FRP composites and concrete: a state-of-the-art review. Progress in Structural Engineering and Materials, Vol.8, No. 4, pp. 143–154, 2006.
• 4. Yang L.: Research status of FRP-concrete composite beam/bridge deck systems. Applied Mechanics and Materials, Vols. 587-589, pp. 1424-1429, 2014.
• 5. Siwowski T., Rajchel M.: Kształtowanie mostowych dźwigarów hybrydowych typu „kompozyt FRP – beton”. Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture, tom XXXIII, zeszyt 63 (nr 1/I/2016), styczeń – marzec, p. 307-320, 2016.
• 6. Van Erp G., Cattell C., Heldt T.: Fibre composite structures in Australia's civil engineering market: an anatomy of innovation. Progress in Structural Engineering and Materials, Vol.7, No.3, pp.150–160, 2005.
• 7. Seible F., Karbhari V.M, Burgueño R.: Kings Stormwater Channel and I-5/Gilman Bridges, USA. Structural Engineering International, Vol. 9, No. 4, pp. 250-253, 1999.
• 8. Dagher H. J., Bannon D. J., Davids W.G., Lopez-Anido R.A., Nagy E., Goslin K. 2012: Bending behaviour of concrete-filled tubular FRP arches for bridge structures. Construction and Building Materials, Vol.37, pp.432-439.
• 9. Ulloa F.V., Medlock R.D., Ziehl P.H., Fowler T.J.: Hybrid bridges in Texas. Concrete International, Vol.26, No.5, pp. 38-43, 2004.
• 10. Maine Bridge employs hybrid-composite beam technology.: Reinforced Plastics, July/August, pp.18-19, 2011.
• 11. Mires J., Calvo I., Pineda L., Botello F., Gomez M., Primi S., Bonilla J.: First bridge constructed of carbon fibre reinforced polymers in Spain. Proceedings of the FRPRCS-8, Patras, Greece, pp.596-597, 2007.
• 12. Areiza-Hurtado M., Bansal A., Paulotto C., Primi S.: FRP girder bridges: lessons learned in Spain in the last decade. Proceedings of CICE. The 6th International Conference on FRP Composites in Civil Engineering, Rome, Italy, 2012.
• 13. Siwowski T., Rajchel M., Kaleta D., Własak L.: Pierwszy w Polsce most drogowy z kompozytów FRP. Inżynieria i Budownictwo, nr 10, rok LXXII, p.534-538, 2016.

Uwagi

PL

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