Research on fatigue life of lightweight concrete bridge decks reinforced with GFRP composite rebars

Concrete deck slabs made of lightweight concrete (LWC) and reinforced with composite bars (FRP) are an advantageous alternative to conventional reinforced concrete slabs, especially when retrofitting existing bridges. One of the critical limit states determining the possibility of using LWC/FRP slabs in road bridge decks is fatigue life. This paper presents the results of research in the field of fatigue life of such decks. A total of nine full-size concrete slabs measuring 3.0 m × 1.0 m × 0.18 m were tested. The main parameters of the slabs compared in the study were: type of concrete (light vs. ordinary), reinforcement ratio of the slabs and the level of fatigue load. The results of fatigue tests were analysed based on crack morphology analysis and slab deflection as well as fatigue life and failure form evaluation. Design procedures adopted in selected standards were also verified to assess the fatigue life of such decks.

---

Betonowe płyty pomostowe wykonane z betonu lekkiego (LWC) i zbrojone prętami kompozytowymi (FRP) stanowią korzystną alternatywę dla konwencjonalnych płyt żelbetowych, w szczególności przy modernizacji istniejących mostów. Jednym z krytycznych stanów granicznych warunkujących możliwość zastosowania płyt LWC/FRP w pomostach mostów drogowych jest nośność zmęczeniowa. Niniejsza praca przedstawia wyniki badań w zakresie nośności zmęczeniowej takich płyt. Badaniom poddano łącznie dziewięć pełnowymiarowych płyt betonowych o wymiarach 3,0 m × 1,0 m × 0,18 m. Głównymi parametrami płyt porównywanymi w badaniach były: rodzaj betonu (lekki vs. zwykły), stopień zbrojenia płyt oraz poziom obciążenia zmęczeniowego. Wyniki badań zmęczeniowych przeanalizowano w oparciu o analizę stanu zarysowania i ugięcia płyt oraz ocenę liczby cykli zmęczeniowych i postaci zniszczenia. Zweryfikowano także procedury projektowe przyjęte w wybranych normach.