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BFRP模壳-混凝土组合桥面板基本性能研究
| 论文题名： | BFRP模壳-混凝土组合桥面板基本性能研究 |
| 关键词： | 桥梁面板;玄武岩纤维增强复合材料;混凝土;承载力;静力性能;模壳设计 |
| 摘要： | 纤维增强复合材料(FRP，Fiber Reinforced Polymer)具有轻质高强、耐腐蚀、耐疲劳等特点，能够改善和解决传统材料所引起的耐久性难题，被认为是实现高性能、长寿命的理想材料。但因其弹性模量低而导致结构变形大等原因在一些桥面板结构应用中受到限制，将FRP型材与混凝土两者组合使用可以弥补这一缺陷，既能发挥FRP耐腐蚀高抗拉强度的优势，又能发挥混凝土抗压性能的特点。但既有的FRP型材-混凝土组合桥面板结构存在型材用量多、截面利用率、组合连接件性能不足等问题。基于这一问题，为研发出抗变形能力高和组合性能优越的FRP-混凝土组合桥面板体系，本文将从以下几个方面开展了理论分析和试验研究工作: 1、BFRP模壳-混凝土组合桥面板的模壳设计。对模壳的几何截面形式进行较为系统的研究分析，基于截面刚度最大化理论，借助有限元数值分析，确定了一定跨径下模壳截面最优几何形态;结合模壳截面形式、组合方式以及生产工艺对模壳组合连接件进行了深入的优化研究;在此基础上提出采用同源FRP材料提升模壳抗变形能力理念，并对自平衡预应力FRP模壳设计原理、制备方法以及步骤进行了系统的研究和阐述。 2、BFRP模壳混凝土浇筑施工过程模拟试验。参考相关规范对上述优化设计的BFRP模壳和自平衡预应力模壳进行混凝土浇筑模拟试验，对模壳在施工状态下刚度和应力变化进行了监测和分析，验证了BFRP模壳在施工阶段作为模板使用的可行性，对比分析了预应力自平衡模壳相对于无预应力模壳刚度的提升情况。 3、开展了7块不同参数的组合桥面板静力性能试验，对其破坏形态、极限承载力、荷载位移曲线、模壳应力应变、预应力板条应力应变等方面进行了较为系统的研究，对比分析了腹板有无波纹齿作为连接件、腹板波纹齿和粘砂混合连接与否、增强钢筋和抗剪钢筋的设置、模壳的性能（自平衡预应力模壳、无预应力模壳）对组合桥面板在正常使用阶段和承载能力极限状态下受力性能的影响。 4、在分析国内外已有FRP-混凝土组合桥面板试验研究成果的基础上，参考钢-混组合结构推导建立了BFRP模壳-混凝土组合桥面板抗弯承载力、抗剪承载力及挠度、应力理论设计公式，建议公式计算结果与试验结果吻合较好。 |
| 作者： | 孙沈鹏 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 吴智深;汪昕 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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