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空心钢-UHPC组合桥面板抗弯性能研究
| 论文题名： | 空心钢-UHPC组合桥面板抗弯性能研究 |
| 关键词： | 组合桥面板;空心钢结构;超高性能混凝土结构;抗弯性能 |
| 摘要： | 使用超高性能混凝土代替普通混凝土，可以解决传统混凝土桥面板自重大、耐久性差、负弯矩易开裂等问题。目前UHPC桥面板的应用仍处于初始阶段，更多合理的UHPC桥面板结构形式有待进一步探索。本文依托西藏自治区科技计划项目“西藏地区新型装配式钢-砼组合梁研发”（XZ202001ZY0054G）、国家自然科学基金青年基金项目“考虑界面疲劳损伤的UHPC加固混凝土桥梁结构力学行为研究”（52008066），探讨了一种新型空心钢-UHPC组合桥面板结构，设计并制作了5块空心钢-UHPC组合桥面板单元试件进行受弯性能试验研究，主要研究内容如下： （1）阐述了新型空心钢-UHPC组合桥面板的结构构造。设计并制作了5块空心钢-UHPC组合桥面板单元试件。基于两点加载破坏试验，探究了内置钢管、钢筋、UHPC材料、翼板厚度对其力学性能的影响。试验结果表明：空心钢-UHPC组合板具有优异的抗弯性能和材料利用率。组合板的荷载-位移曲线可分为四个阶段：弹性阶段、带裂缝工作阶段、弹塑性阶段和延性阶段。内置钢管对提升组合板的初始刚度(K0)、带裂缝工作阶段的刚度(K1)和抗弯承载力(Pu)有显著的影响。 （2）基于内聚力模型，建立了空心钢-UHPC组合桥面板精细化有限元模型，对新型组合桥面板的弯曲破坏进行了全过程力学行为分析。研究了养护条件、钢管壁厚、钢管强度、顶板厚度、顶底板厚度、多管效应以及腹板厚度对组合板力学性能的影响。结果表明：组合板承载力随钢管壁厚增加而明显增大。底板厚度变化对组合板承载力无明显影响；多管对组合板的弯曲破坏模式无显著影响，且组合板的承载力随着试件单元的增加而成倍增加，以单元试件研究组合板抗弯承载力可以准确的体现组合板的弯曲破坏特性。 （3）在准承载力极限状态下空心钢-UHPC组合桥面板的弯曲破坏特征为受拉区大面积屈服，受压区UHPC未被压溃，考虑腹板受拉区UHPC对结构承载力的贡献，建立新型组合桥面板的极限抗弯承载力计算模型。基于平截面假定，提出了空心钢-UHPC组合桥面板的抗弯承载力计算方法。 |
| 作者： | 郑凯迪 |
| 专业： | 土木工程;桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 周志祥;邹杨 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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