Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Advances in FRP composite vehicle bridges - the Polish experience

Siwowski T., Kulpa M., Rajchel M.

Archives of Civil Engineering

|

2020

|

Vol. 66, nr 1

209--224

EN

Recently, new materials have been developed in the field of bridge design, one of which is FRP composite. To investigate this topic, the Polish National Centre for Research and Development has founded a research project, whose objectives are to develop, manufacture and test a typical FRP bridge superstructures. Two innovative ideas of FRP composite girder-deck structural systems for small and medium span bridges have been proposed. This paper describes the demonstrative bridges and presents the research results on their development and deployment. The finite element analysis and design procedure, structural evaluation in the laboratory and some results of the proof tests carried out on both bridge systems have been briefly presented.

PL

Kompozyty polimerowe wzmocnione włóknami (z ang. FRP) są stosowane w inżynierii mostowej na całym świecie ze względu na ich doskonałą wytrzymałość, wagę i trwałość, a także możliwość dostosowania ich właściwości do indywidualnych wymagań np. aplikacji o złożonym kształcie. Od 2007 r. Polska stała się wiodącym krajem europejskim pod względem rozwoju sieci autostrad, a także liczby funduszy unijnych wydanych na budowę i/lub modernizację sieci autostrad. Dlatego przy budowie nowych mostów powstaje pytanie, czy tradycyjne materiały, takie jak beton i stal, są nadal najlepszym wyborem, zarówno pod względem argumentów inżynieryjnych, jak i ze względów utrzymaniowych. Aby poszerzyć wiedzę w tym temacie, Polskie Narodowe Centrum Badań i Rozwoju zainicjowało projekt badawczy, którego celem jest opracowanie, produkcja i testowanie typowych przęseł mostów FRP do zastosowania w mostach drogowych w celu osiągnięcia optymalnego rozwiązania konstrukcyjnego z punktu widzenia kosztów w całym cyklu życia konstrukcji. Zaproponowano dwa innowacyjne pomysły kompozytowych systemów konstrukcyjnych FRP dla mostów o małej i średniej rozpiętości: przęsła czysto kompozytowe oraz hybrydowe, kompozytowo-betonowe. W tym artykule opisano oba mosty demonstracyjne i przedstawiono wyniki badań dotyczących ich rozwoju i wdrażania. Krótko przedstawiono analizę z wykorzystaniem elementów skończonych i procedurę projektowania, proces produkcji samych elementów kompozytowych i całych obiektów oraz niektóre wyniki próbnych obciążeń przeprowadzonych na obu typach mostów. Zaprezentowane prace dowodzą, że przęsła małych i średnich rozpiętości wykonane z kompozytów FRP spełniają warunki nośności i sztywności według wytycznych krajowych i europejskich. Jednocześnie obserwacje prowadzone w czasie badań laboratoryjnych wskazują na potrzebę monitorowania stanu technicznego tego rodzaju prototypów, w których zastosowano nowatorskie rozwiązania konstrukcyjne i materiałowe. Oczekuje się, że taki system nie tylko zapewni inżynierom i administracji drogowej cenne narzędzie do monitorowania stanu technicznego nowatorskich przęseł mostów FRP, ale także dostarczy ważnych informacji związanych z trwałością, kryteriami projektowymi i długoterminowym zachowaniem się kompozytu FRP. Ponadto, w miarę jak wytyczne projektowe ulegają poprawie i stają się coraz bardziej rozpowszechnione, a inżynierowie budownictwa zdobywają doświadczenie i zaufanie do kompozytów FRP, prawdopodobne jest, że upowszechni się wykorzystanie elementów kompozytowych FRP w inżynierii mostowej.

2

Lightweight concrete bridge deck slabs reinforced with GFRP composite bars

Wiater A., Siwowski T.

Roads and Bridges - Drogi i Mosty

|

2017

|

Vol. 16, no. 4

279--293

EN

The durability of typical reinforced concrete bridge deck slabs is several times shorter than the durability of the main girders or other basic elements of bridges. This is due to ever-increasing traffic loads and the aggressiveness of the environment, which is intensified by the need for winter maintenance of bridges. Over the past several years, numerous technological, material and construction solutions have been developed in order to extend the technical life of the deck slabs of bridge structures. These include, among others, the use of lightweight concrete and also reinforcements made of composite bars. By combining these two materials into lightweight concrete slabs that are reinforced with GFRP composites, it is possible to obtain a synergy of high strength and durability of GFRP composite and also a reduction of the self-weight of a bridge. The paper presents an overview of the applications of lightweight concrete and GFRP composite bars in the deck slabs of bridge structures. Limited research on this constructional solution, which was completed with its first national implementation on a road bridge, was also presented. Moreover, the directions of further studies, which are necessary to develop the design principles that would enable wider use of this type of bridge deck slabs, were also provided.

PL

Trwałość typowych żelbetowych płyt pomostowych jest kilkukrotnie krótsza od trwałości dźwigarów głównych lub innych podstawowych elementów obiektów mostowych. Jest to związane ze stale wzrastającymi obciążeniami od ruchu drogowego oraz z agresywnością środowiska, potęgowaną koniecznością zimowego utrzymania mostów. W ciągu ostatnich kilkunastu lat opracowano liczne rozwiązania technologiczne, materiałowe i konstrukcyjne, służące wydłużeniu życia technicznego płyt pomostów obiektów mostowych. Należą do nich m.in. zastosowanie betonów lekkich oraz wykorzystanie zbrojenia z prętów kompozytowych. Łącząc ze sobą te dwa materiały w płyty z betonu lekkiego zbrojone prętami kompozytowymi GFRP, można otrzymać synergię wysokiej wytrzymałości i trwałości kompozytu GFRP oraz redukcji ciężaru własnego mostu. W pracy przedstawiono przegląd zastosowań betonu lekkiego i prętów kompozytowych GFRP w płytach pomostowych obiektów mostowych. Zaprezentowano również nieliczne jeszcze prace badawcze nad tym rozwiązaniem konstrukcyjnym, zakończone pierwszym krajowym wdrożeniem na moście drogowym. Podano także kierunki niezbędnych dalszych badań w celu opracowania zasad projektowania oraz umożliwienia szerszego zastosowania tego typu płyt pomostowych.

3

Research on the lightweight concrete bridge deck slabs reinforced with GFRP composite bars

Wiater A.

Architecture Civil Engineering Environment

|

2017

|

Vol. 10, no. 4

115--120

EN

The main goal of the paper is the presentation of research works on static and fatigue behaviour of LWC (lightweight concrete) deck slab reinforced with GFRP (glass fibre reinforced polymer) rebars. The structural LWC with lytag type aggregate has been used for slab casting. The carrying capacity of the slabs as well as fatigue durability have been checked during experimental tests on three full-scale deck slabs. All slabs were 5.2 m long, 1.9 m wide and 0.18 m deep. One- and two-span arrangements have been applied for static and fatigue tests in shear and flexure. The research has clearly revealed that bridge deck slabs made of LWC concrete and GFRP rebars could be viable alternative for conventional concrete bridge decks with steel rebars. Following the research the first Polish application of LWC bridge deck slab reinforced with GFRP bars took place on a medium-size road bridge.

PL

Głównym celem publikacji jest zaprezentowanie prac badawczych nad statycznym i zmęczeniowym zachowaniem się płyt pomostowych z betonu lekkiego zbrojonego prętami GFRP (glass fibre reinforced polymer). Do wykonania płyt wykorzystano beton lekki na bazie kruszywa lytag. Podczas badań trzech pełnowymiarowych płyt pomostowych sprawdzano ich nośność doraźną oraz trwałość zmęczeniową. Płyty miały długość 5.2 m, szerokość 1.9 m oraz grubość 0.18 m. W czasie badań statycznych i zmęczeniowych zastosowano jedno- i dwu- przęsłowy schemat badania na ścinanie i zginanie. Prace badawcze wykazały, że płyty pomostowe wykonane z betonu lekkiego zbrojonego prętami kompozytowymi GFRP mogą stanowić pełnowartościową alternatywę dla konwencjonalnych płyt pomostowych ze zbrojeniem stalowym. Wynikiem przeprowadzonych badań było pierwsze polskie wdrożenie płyty pomostu z betonu lekkiego ze zbrojeniem GFRP na moście w ciągu drogi publicznej.