Page Header

The Performance of Carbon Fiber in Decreasing the Strain Level of the PC-Longitudinal Bridge (PC-Plank Girder) under Service Load

Pruchaya Yoddumrong, Chichaya Boonmee, Kittipoom Rodsin


งานวิจัยนี้มุ่งเน้นที่จะศึกษาประสิทธิภาพของเส้นใยคาร์บอนไฟเบอร์ในการเพิ่มความแข็งแรงของโครงสร้างแผ่นพื้นของสะพานข้ามคลองแพรกลึก จ.สมุทรสงคราม เนื่องจากสะพานมีการใช้งานมาอย่างยาวนาน จึงได้ทำการตรวจสอบและประเมินกำลังรับน้ำหนักบรรทุกของสะพาน ด้วยการทดสอบกำลังรับน้ำหนักบรรทุกเสมือนจริง ผลของการประเมินความความแข็งแรงของโครงสร้างสะพานได้ถูกนำมาใช้ในการออกแบบการเสริมกำลังโครงสร้างโดยใช้เส้นใยคาร์บอนเสริมโพลิเมอร์(Carbon Fiber Reinforced Polymers: CFRP) จากผลของการเสริมกำลังโครงสร้างโดยการติดตั้งแผ่น CFRP จำนวน 2 ชั้น พบว่า การเสริมกำลังสามารถทำให้ระดับค่าความเครียดและการแอ่นตัวบริเวณกึ่งกลางแผ่นพื้นใต้สะพานโดยรวมมีค่าลดลงร้อยละ 4.33 สำหรับความเครียด และ3.68 สำหรับการแอ่นตัว ซึ่งแสดงให้เห็นว่าการเสริมกำลังด้วย CFRP สามารถช่วยในการลดระดับความเครียด และการแอ่นตัวที่เกิดจากน้ำหนักบรรทุกได้ และจากการประเมินค่าโมเมนต์ดัดในโครงสร้างสะพานส่วนบนโดยวิธี LRFR ค่า Rating Factor (RF) ทั้งระดับ Inventory และระดับ Operation พบว่าหลังเสริมกำลังด้วย CFRP สะพานสามารถรับน้ำหนักบรรทุกเพิ่มขึ้นคิดเป็นร้อยละ 35 แสดงว่า สะพานยังคงสามารถรับน้ำหนักบรรทุกได้เพิ่มขึ้น โดยไม่เกิดการวิบัติและสามารถใช้สะพานได้อย่างปลอดภัย

This research focuses on studying the effectiveness of carbon fiber reinforcement in increasing the strength of the floor structure of the bridge over the Canal Phrae Kluang, Samut Songkhram Province. Due to the prolonged use of the bridge, an inspection and evaluation of the load-bearing capacity of the bridge were conducted through quasi-static load tests. The results of the structural strength assessment were used in the design of structural reinforcement using Carbon Fiber Reinforced Polymers (CFRP). From the results of the reinforcement with the installation of two layers of CFRP, it was found that the reinforcement could reduce the levels of stress and deformation in the middle area of the bridge floor by 4.33% for stress and 3.68% for deformation. This demonstrates that CFRP reinforcement can help in reducing the levels of stress and deformation caused by increased load, and from the assessment of the moment capacity in the upper bridge structure using the LRFR method, both at the Inventory and Operation levels, it was found that after reinforcement with CFRP, the bridge can withstand an increased load capacity by 35%. This indicates that the bridge can still handle an increased load without experiencing failure and can be used safely.


การทดสอบสะพาน; เส้นใยคาร์บอนเสริมโพลิเมอร์; การเสริมกำลัง; Bridge Load Test; Carbon Fiber Reinforced Polymer; Strengthening

[1] S. Yindeesuk, V. Nusuwan, W. Kongkaew and R. Kumpoopong, Application of assessment of the ability to withstand the live load of bridge structures by the Load and resistance factor rating (LRFR) method in applying for permission for vehicles with over-axle weight and size beyond specified limits, Civil Engineering Magazine, Engineering Institute of Thailand, Bangkok, Thailand, 2012.

[2] W. Amornprasitpol, R. Kamphuphong, A. Monthr and A. Sawatphanit, In-situ investigation of distribution factors and impact factors for enhancing design of box beam and plank girder bridges with continuous deck slab, The National Convention on Civil Engineering (NCCE 25), Proceeding, 2020, 1-10.

[3] Department of Rural Roads, Project to inspect and evaluate the capability of the bridge in the route RY.3031 crossroads TL.331 - TL.3191 and route TL.36 - TL.331, Pluak Daeng District, Rayong province, Department of Rural Roads, Thailand, 2020.

[4] E. Lantsoght, C. Veen, A. Boer and D.A. Hordijk, State-of-the-art on load testing of concrete bridges, Engineering Structures, 2017, 150, 231-241.

[5] D. Hester, J. Brownjohn, M. Bocian and Y. Xu, Low-cost bridge load test: Calculating bridge displacement from acceleration for load assessment calculations, Engineering Structures, 2017, 143, 358-374.

[6] V. Ha Nguyen, S. Schommer, S. Maas and A. Zurbes, Static load testing with temperature compensation for structural health monitoring of bridges, Engineering Structures, 2016, 127, 700-718.

[7] E.O.L. Lantsoght, C. van der Veen, A. de Boer and D.A. Hordijk, State-of-the-art on load testing of concrete bridges, Engineering Structures, 2017, 150, 231-241.

[8] P. Lu, Z. Xu, Y. Chen and Y. Zhou, Prediction method of bridge static load test results based on Kriging model, Engineering Structures, 2020, 214, 1-12.

[9] A. Bayraktar, T. Turker, J. Tadla, A. Kursun and A. Erdis, Static and dynamic field load testing of the long span Nissibi cable-stayed bridge, Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 2017, 94, 136-157.

[10] ACI Committee 440, Guide for the Design and Construction of Externally Bonded FRP Systems for Strengthening Concrete Structures, USA, 2008.

[11] L.C. Hollaway, and H.N. Garden, An experimental study of the influence of plate end anchorage of carbon fiber composite plates used to strengthen reinforced concrete beams, Composite Structures, 1998, 42, 175-188.

[12] L. Lam and J.G. Teng, Design-oriented stress-strain model for FRP-confined concrete, Construction and Building Materials, 2003, 17, 471-489.

[13] S. Byung-Jik, L. Sang-Youl, J. Hyo-Seon, Long-term performance of a fiber-reinforced polymer slab bridge superstructure-field load test and ratings, Composites: Part B, 2013, 45, 644-656.

[14] N. Graisorn, and P. Chotickai, Behavior of concrete bridges strengthened with CFRP, Thesis, Kasetsart University, Thailand, 2012.

[15] T. Pinkaew and M. Chanintonleela, Bridge design, June Publishing, Bangkok, Thailand, 2015.

Full Text: PDF

DOI: 10.14416/


  • There are currently no refbacks.