Experimental and Numerical Investigations of a Full-Scale Steel- and GFRP- Reinforced Concrete Bridge Deck under Pulsating and Rolling Load Fatigue
Notice bibliographique
Résumé
A full-scale concrete bridge deck (15.24 m x 3.89 m) was tested under rolling load fatigue using Canada’s only Rolling Load Simulator (ROLLS) at Queen’s University. The deck, supported by steel girders spaced at 3.05 m, was reinforced with various materials to assess fatigue behavior. Shear studs ensured composite action, and cross braces provided lateral support, in compliance with Canadian Highway Bridge Design Code. The deck was divided into four longitudinal sections: two end sections reinforced with glass fibre-reinforced polymer (GFRP) rebar and subjected to stationary pulsating (P)-load and rolling (R)-load, respectively, and two middle sections—one with GFRP stay-in-place (SIP) form and top rebar, and the other with conventional steel rebar—both under R-load. Each section underwent 3 million (3M) fatigue cycles, except the steel-reinforced section, which experienced 6M due to its proximity to the travel path. The fatigue damage resulted by P-load and R-load is compared, and the fatigue performance of bridge decks with various reinforcement is assessed with R-load. R-load resulted in greater fatigue damage than P-load, with a 71% and 54% reduction in stiffness (k/ko) for the GFRP-reinforced sections, indicating that one R-cycle equates to 120 P-cycles. Significant cracking and concrete pitting were observed at sections under R-load. A conversion factor of 0.59 at 3M cycles, projected to 0.5 at 10M cycles, was established to translate stiffness degradation from P-load to R-load for concrete bridge decks reinforced with GFRP rebar. GFRP SIP section performed similarly to GFRP rebar in terms of stiffness degradation, with 60% lower residual deflection at 3M cycles. Nearly 90% of stiffness reduction occurred within the first 0.4M cycles. GFRP-reinforced sections experienced very similar reduction in stiffness to that of the steel-reinforced section of 69%, at 3M R-loading cycles. Despite differing stiffness degradation, both GFRP rebar reinforced sections exhibited similar residual punching shear strength (Vu), with only a 4% difference. Vu under 2-half axles spaced at 1.2 m increases by only 34% compared to a single load. A nonlinear finite element model, validated by experimental data, accurately simulated deck behavior under P-load and R-load. A parametric study examined the impact of moving direction, load location, and load level.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».