Hybrid bridge structures made of FRP composite and concrete

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.

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.