【摘 要】
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由高强钢（HSS-High Strength Steel）、开孔板连接件（PBL-Perfobond Leiste）和超高强混凝土（UHPC-Ultra High Performance Concrete）结合形成的HSS-UHPC组合梁具有抗裂能力强、承载力高、耐久性好等优点,在新建中小跨径公路桥梁领域极具竞争力。以往针对常规材料组合梁基本力学性能的研究表明,钢梁与混凝土板的界面相对滑移会削弱二
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由高强钢（HSS-High Strength Steel）、开孔板连接件（PBL-Perfobond Leiste）和超高强混凝土（UHPC-Ultra High Performance Concrete）结合形成的HSS-UHPC组合梁具有抗裂能力强、承载力高、耐久性好等优点,在新建中小跨径公路桥梁领域极具竞争力。以往针对常规材料组合梁基本力学性能的研究表明,钢梁与混凝土板的界面相对滑移会削弱二者整体工作性能,降低结构抗弯承载能力,而钢梁与混凝土板结合面上的抗剪连接件是影响两者界面滑移行为的关键部件。对于HSS-UHPC组合梁,结合面采用的PBL连接件抗剪性能显著区别于传统焊钉连接件,外荷载作用下,其界面滑移行为尚不明确,现有传统焊钉组合梁分析理论对HSS-UHPC组合梁界面滑移计算的适用性亟待进一步验证。基于此,本文对HSS-UHPC组合梁的界面滑移行为及其计算方法进行试验研究和理论分析,主要研究工作及成果如下:（1）归纳国内外钢-混凝土组合梁的最新研究进展及其界面滑移行为分析方法,总结剪力件类型、剪力连接度、材料性能和组合梁几何尺寸等参数对组合梁界面滑移行为的影响规律,明确关键影响参数,为后续界面滑移试验设计提供依据。（2）以剪力连接度、开孔板承压形式、混凝土板尺寸和剪力件分布形式为试验参数,设计并制作HSS-UHPC组合梁进行受弯加载试验,包括10根正弯矩试验梁和8根负弯矩试验梁。试验结果显示:弹性受力阶段HSS-UHPC组合梁基本满足平截面假定,正弯矩作用下组合梁极限状态主要由钢梁屈服和混凝土板压碎控制,负弯矩作用下组合梁极限状态主要由UHPC板内受拉钢筋屈服和钢梁下翼缘局部屈曲控制。（3）基于组合梁界面滑移实测结果,分析发现界面最大滑移均最先出现在组合梁L/4处,且滑移峰值位置随荷载增大逐渐向梁端移动;增加剪力连接度和开孔板端部承压作用均能显著增强组合梁界面抗滑移能力,同时PBL沿梁长均布的组合梁界面抗滑移性能优于PBL非均匀布置情形;UHPC板尺寸（板宽、厚）对组合梁正弯矩区弹性抗滑移刚度影响较小,但增大UHPC尺寸可有效提高负弯矩区界面抗滑移刚度;此外,试验测得组合梁负弯矩区最大界面滑移为1.46mm,对结构抗弯性能影响很小。（4）基于截面分析法建立了适于HSS-UHPC组合梁界面滑移和挠度计算的理论模型,利用该模型计算了试验梁界面滑移,结果表明所提理论模型具有良好的计算精度。基于验证的计算模型,进一步分析了剪力连接度和混凝土板尺寸对界面滑移行为的影响。基于试验及理论分析结果,给出了正弯矩作用下考虑界面滑移影响的HSS-UHPC组合梁跨中挠度计算方法。
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