Details:

Creators:
Wesson, Michael D. ; Pavelchak, Matthew A. ; Frosch, Robert J. ; Kreger, Michael E. 
Wesson, Michael D. ; Pavelchak, Matthew A. ; Frosch, Robert J. ; Kreger, Michael E.  Less -
Corporate Creators:
Purdue University. Joint Transportation Research Program
Corporate Contributors:
United States. Federal Highway Administration ; Indiana. Dept. of Transportation
United States. Federal Highway Administration ; Indiana. Dept. of Transportation Less -
Subject/TRT Terms:
[+]
Beams Bridge Design Debonding Girders Live Loads Prestressed Concrete Shear Strength
Publication/ Report Number:
FHWA/IN/JTRP¿2014/07
Resource Type:
Tech Report
Geographical Coverage:
Indiana
Corporate Publisher:
Purdue University. Joint Transportation Research Program
Abstract:
The use of prestressed U‐beams, developed as an economical and aesthetic alternative to traditional I‐beams, is becoming increasingly 

common. While U‐beams are seeing increased use, questions have arisen in the design of bridges utilizing this girder type. Specific issues 

include live load distribution, bridge deck behavior, and debonding limits. First, since the U‐beam is a new girder type, limited guidance 

exists for the live load distributions to be used in design. Second, due to the increased stiffness and strength of this girder, fewer girder 

lines  are required resulting  in  increased  deck spans.  Finally,  current AASHTO  debonding  limits severely restrict the  efficiency  and 

economy of the section. The objective of this research program is to develop design strategies to improve the efficiency and optimize 

the design of the Indiana modified U‐beam with a focus on the concerns related to the design of U‐beams. In particular, this research 

program will evaluate the live load distribution appropriate for the design of U‐beams, assess the behavior and design of the bridge deck 

when supported by U‐beams, and evaluate both the shear strength and shear design of the composite U‐beam system. It is important 

that the strength strength of pretensioned concrete beams with debonded strand be fully evaluated. Five phases of research were 

conducted. The first phase  consisted of evaluation of  a U‐beam bridge  constructed  in Indianapolis, Indiana to assess the  live  load 

distribution factors and flexural deck behavior of this bridge. The second phase evaluated the effectiveness of debonding sheathing to 

ensure that proper debonding is being achieved. The third phase evaluated the influence of the percentage of debonded strands on 

shear strength using rectangular and I‐shaped cross sections to investigate flexure‐shear and web‐shear strengths, respectively. While 

this phase concentrated on the shear strength resisted by the concrete, the influence of transverse reinforcement was also evaluated. 

The fourth phase evaluated the influence of varying strength concretes, which are commonly used in composite sections, on shear 

strength.  Finally,  the  fifth  phase  evaluated  the  shear  strength  of  a  50%  debonded  U‐beam  both  with  and  without  transverse 

reinforcement.  From  the  results,  an  improved  understanding  of  the  influence  of  debonding  on  shear  strength  is  obtained. 

Recommendations are provided to improve the analysis, design, and construction of U‐beams as well as the design and construction of 

girders utilizing debonded strand in general. 


Format:
PDF
Funding:
SPR¿3144
Collection(s):
US Transportation Collection
Main Document Checksum:
[+]
urn:sha256:2d3f652bb1b63ac577adf4c074463639963c35be5b5e98220b6b9986abe4a950
Download URL:
https://rosap.ntl.bts.gov/view/dot/28180/dot_28180_DS1.pdf
File Type:

Supporting Files

• No Additional Files

More +