ÿþ C h i n g C h i a w C h o o
I s s a m E H a r i k
M o d e r n i z a c j a m o s t ó w b e t o n o w y c h p r z y
z a s t o s o w a n i u C F R P
R E T R O F I T O F C O N C R E T E B R I D G E S U S I N G C F R P
S t r e s z c z e n i e
W S t a n i e K e n t u c k y w U S A w i e l e m o s t ó w m o d e r n i z o w a n o o s t a t n i o z w y k o r z y s t a n i e m
l a m i n a t ó w i m a t e r i a Bó w z p o l i m e r u z b r o j o n e g o w Bó k n e m w g l o w y m ( C F R P ) . M o s t z s p r -
|o n y c h e l e m e n t ó w b e t o n o w y c h w C a r t e r C o u n t y b y B m o d e r n i z o w a n y w a s p e k c i e p o p r a w y
w y t r z y m a Bo [c i n a [c i n a n i e n a w s z y s t k i c h t r z e c h p r z s Ba c h z w y k o r z y s t a n i e m m a t e r i a Bu
C F R P . M o d e r n i z a c j a p r z y n i o s Ba s t a n o w i K e n t u c k y o s z c z d n o [c i w w y s o k o [c i U S D 5 0 0 . 0 0 0
w p o r ó w n a n i u d o p i e r w o t n e g o r o z w i z a n i a w y m i a n y c a By c h n a w i e r z c h n i . M o s t w L o u i s a -
F o r t G a y , w h r a b s t w i e L a w r e n c e C o u n t y w K e n t u c k y t o c z t e r o p r z s Bo w y m o n o l i t y c z n y
m o s t z d zw i g a r a m i z p By t z e z b r o j o n e g o b e t o n u . M o s t b y B m o d e r n i z o w a n y g Bó w n i e z e
w z g l d u n a u g i c i e w o d p o w i e d z i n a p k n i c i a o b e c n e w w i k s z o [c i d zw i g a r ó w . D o m o -
d e r n i z a c j i z a s t o s o w a n o l a m i n a t y z C F R P . G ó r n y o d c i n e k d r o g i m i d z y s t a n o w e j I n t e r s t a t e
6 5 ( I - 6 5 ) w L o u i s v i l l e w S t a n i e K e n t u c k y j e s t m o d e r n i z o w a n y w t r z e c h l o k a l i z a c j a c h z e
w z g l d u n a p o w a |n e p k n i c i a s p r |o n y c h d zw i g a r ó w b e t o n o w y c h i f i l a r ó w z b e t o n u
z b r o j o n e g o z w y k o r z y s t a n i e m p r t ó w z C F R P u m i e s z c z a n y c h w p o b l i |u n a w i e r z c h n i
o r a z m a t e r i a Bu C F R P . G Bó w n y m i n a j w a |n i e j s z y m p r o b l e m e m p r z y t y c h n a p r a w a c h z
w y k o r z y s t a n i e m m a t e r i a Bu C F R P j e s t p r o w a d z e n i e m o d e r n i z a c j i w s p o s ó b n i e z a k Bó c a j c y
r u c h u p o j a z d ó w . D o t e g o w s z y s t k i e g o n a l e |y d o d a f a k t , i | n a p r a w y p r z y u |y c i u m a t e r i a Bu
C F R P o k a z a By s i t a Ds z e n i | w p r z y p a d k u a l t e r n a t y w n y c h m e t o d . R e f e r a t p r z e d s t a w i a
a n a l i z , p r o j e k t o r a z r e a l i z a c j m o d e r n i z a c j i w p r z y p a d k u t y c h t r z e c h p r o j e k t ó w .
A b s t r a c t
A n u m b e r o f b r i d g e s h a v e r e c e n t l y b e e n r e t r o f i t t e d i n t h e s t a t e o f K e n t u c k y , U S A u s i n g
c a r b o n f i b e r r e i n f o r c e d p o l y m e r ( C F R P ) l a m i n a t e s a n d f a b r i c s . A p r e s t r e s s e d c o n c r e t e
P h . D . C h i n g C h i a w C h o o D e p t . o f C i v i l E n g i n e e r i n g , U n i v e r s i t y o f K e n t u c k y
P h . D . I s s a m E H a r i k D e p t . o f C i v i l E n g i n e e r i n g , U n i v e r s i t y o f K e n t u c k y
s p r e a d b o x b e a m b r i d g e i n C a r t e r C o u n t y w a s r e t r o f i t t e d f o r s h e a r i n a l l t h r e e s p a n s u s i n g
C F R P f a b r i c . T h e r e t r o f i t s a v e d K e n t u c k y U S $ 5 0 0 , 0 0 0 a s c o m p a r e d t o t h e o r i g i n a l s o l u t i o n
o f r e p l a c i n g t h e e n t i r e s u p e r s t r u c t u r e s . T h e L o u i s a - F o r t G a y B r i d g e , i n L a w r e n c e C o u n t y ,
K e n t u c k y , i s a f o u r - s p a n m o n o l i t h i c r e i n f o r c e d c o n c r e t e s l a b - g i r d e r b r i d g e . T h e b r i d g e
w a s r e t r o f i t t e d p r i m a r i l y f o r f l e x u r e i n r e s p o n s e t o t h e f l e x u r a l c r a c k i n g p r e s e n t i n t h e
m a j o r i t y o f t h e g i r d e r s . C F R P l a m i n a t e s w e r e u s e d f o r t h e r e t r o f i t . T h e e l e v a t e d p o r t i o n o f
I n t e r s t a t e 6 5 ( I - 6 5 ) i n L o u i s v i l l e , K e n t u c k y i s b e i n g r e t r o f i t t e d a t t h r e e l o c a t i o n s f o r s e v e r e
c r a c k i n g i n t h e p r e s t r e s s e d c o n c r e t e g i r d e r s a n d r e i n f o r c e d c o n c r e t e p e d e s t a l s u s i n g C F R P
n e a r s u r f a c e m o u n t e d s t r i p s a n d C F R P f a b r i c . T h e p r i m a r y a n d m o s t i m p o r t a n t a m o n g
a l l t h e s e r e p a i r s u s i n g C F R P m a t e r i a l i s t h e c o n d u c t o f t h e r e t r o f i t w i t h o u t d i s r u p t i o n t o
t r a f f i c . T h i s i s i n a d d i t i o n t o t h e f a c t t h a t t h e r e p a i r s w i t h C F R P m a t e r i a l w e r e l e s s e x p e n -
s i v e t h a n o t h e r a l t e r n a t e r e p a i r m e t h o d s . T h e p a p e r w i l l d i s c u s s t h e a n a l y s i s , d e s i g n , a n d
a p p l i c a t i o n o f t h e r e t r o f i t f o r t h e t h r e e p r o j e c t s .
R e t r o f i t o f C o n c r e t e B r i d g e s U s i n g C F R P
1 . I n t r o d u c t i o n
T h e u s e o f f i b e r - r e i n f o r c e d p o l y m e r ( F R P ) i n r e h a b i l i t a t i o n a n d s t r e n g t h e n i n g o f e x i s t i n g
i n f r a s t r u c t u r e s h a s b e c o m e a n i n c r e a s i n g l y c o m m o n p r a c t i c e d u e t o F R P s u n i q u e p r o p e r -
t i e s ; h i g h s t r e n g t h - t o - w e i g h t r a t i o , n o n - c o n d u c t i v i t y , m a g n e t i c t r a n s p a r e n c y , c o r r o s i o n -
r e s i s t a n c e , e t c . T h e c o m p o s i t e s , a m o n g t h e p o p u l a r o n e s a r e t h e c a r b o n a n d g l a s s f i b e r
t y p e s , h a v e f o u n d t h e i r u s a g e i n a v a r i e t y o f a p p l i c a t i o n s i n r e p a i r i n g a n d s t r e n g t h e n i n g
c o n c r e t e s t r u c t u r e s o r s t r u c t u r a l e l e m e n t s s u c h a s r e i n f o r c e d o r p r e s t r e s s e d c o n c r e t e
b e a m s , c o n c r e t e p e d e s t a l s a n d r e i n f o r c e d c o n c r e t e c o l u m n s , p i e r s a n d b e n t s , c o n c r e t e
w a l l s a n d s l a b s ( A v r a m i d o u e t a l . 1 9 9 9 , C h a j e s e t a l . 1 9 9 4 , E h s a n i e t a l . 1 9 9 9 , H a m i l t o n
&