【摘要】：GFRP(glass fiber-reinforced polymer,即玻璃纖維增強復(fù)合材料)-混凝土-鋼組合梁橋是一種新型橋梁結(jié)構(gòu)形式。該種橋梁由GFRP-混凝土組合板、鋼梁及抗剪連接件組成。橫橋向的荷載由GFRP-混凝土組合板承擔(dān),順橋向的荷載由GFRP-混凝土-鋼組合梁承擔(dān),組合板與鋼梁界面的剪力由抗剪連接件承擔(dān)。在施工過程中,GFRP板作為施工中的永久模板使用,可以減少施工流程,節(jié)省木模板用量;在使用過程中,GFRP板可以代替橋面板中的部分底層鋼筋,并有效阻擋來自橋面板底部的環(huán)境侵蝕,提高組合梁橋的耐久性。為了掌握該種橋梁的設(shè)計方法,本文對GFRP-混凝土組合板、GFRP-混凝土-鋼組合梁、GFRP-混凝土-鋼連接件的力學(xué)性能進行了研究。主要研究工作如下:1.為研究GFRP-混凝土簡支板的靜力性能并探索改進組合板延性的方法,進行了5個不同連接程度的GFRP-混凝土簡支板靜載試驗,通過界面破壞前后連接機理的改變來探索改善組合板延性的方法。試驗表明,礫石覆蓋率的變化會改變組合板的破壞模式、極限承載力及延性,合理的礫石覆蓋率可以使組合板在礫石界面破壞前具有較好的剛度,在礫石界面破壞后具有較好的延性,并且擁有較高的承載力。2.為研究GFRP-混凝土連續(xù)板的靜力性能以及正常使用狀態(tài)下連續(xù)板的分析方法,進行了3片具有不同配筋率的連續(xù)板靜載試驗。試驗及理論分析表明,鋼筋屈服前,正、負彎矩截面的應(yīng)變分布符合平截面假定;隨著配筋率的增高,GFRP-混凝土連續(xù)板的變形減小;在整個加載過程中,連續(xù)板發(fā)生了明顯的內(nèi)力重分布,負彎矩截面在鋼筋屈服后可以依靠GFRP肋板繼續(xù)承擔(dān)彎矩;采用共軛梁法可以分析連續(xù)板的內(nèi)力重分布;采用加筋混凝土板的裂縫寬度及變形計算方法可以計算組合板的裂縫寬度及變形。3.對組合板破壞前的非線性分析方法以及破壞時的彎剪承載力計算方法進行了研究�；诮孛娣治龇ń⒘司哂锌煽窟B接的組合板非線性分析模型,理論模型求得的GFRP底板應(yīng)變、跨中變形、內(nèi)力重分布與實測值吻合良好�；诂F(xiàn)有組合板抗剪承載力算法的比較結(jié)果以及GFRP板承擔(dān)剪力的分析結(jié)果,建立了GFRP-混凝土組合板抗剪承載力計算方法。4.為研究GFRP-混凝土-鋼組合梁的靜力性能,進行了GFRP-混凝土-鋼連接件的推出試驗、GFRP-混凝土-鋼簡支梁彎曲試驗、GFRP-混凝土-鋼連續(xù)梁彎曲試驗。研究結(jié)果表明GFRP板對栓釘連接件的剛度及極限承載力沒有顯著影響;由于GFRP板的約束,組合梁中混凝土頂面的極限壓應(yīng)變、組合梁的極限變形得到了提高,組合梁的破壞過程及機理也發(fā)生了改變;GFRP-混凝土-鋼組合梁正、負彎矩區(qū)的抗彎承載力可以使用不計GFRP板的塑性抗彎承載力計算方法進行計算。5.為研究截面應(yīng)力達到材料強度前的GFRP-混凝土-鋼組合梁變形計算方法,對現(xiàn)有的截面受彎分析法進行了改進,提出了一種可考慮混凝土非線性、連接件剛度非線性、連接件非等間距布置以及截面變化的組合梁截面受彎性能的分析方法。該方法可以計算完全連接、部分連接的鋼-混組合梁及GFRP-混凝土-鋼組合梁的變形。此外,基于參數(shù)分析結(jié)果給出了GFRP-混凝土-鋼組合梁變形的簡化計算方法。6.在總結(jié)已有研究成果的基礎(chǔ)上,給出了GFRP-混凝土-鋼組合梁橋的設(shè)計方法。并針對無底層橫筋的GFRP-混凝土組合板,提出了一種由環(huán)形筋、混凝土、GFRP板組成的抗扭構(gòu)造措施承擔(dān)混凝土扭轉(zhuǎn)開裂后的扭矩。最后,基于研究結(jié)果對一采用GFRP-混凝土組合板的工程實例進行了計算分析。
【圖文】：

圖 1-1 橋面板鋼筋銹蝕圖合橋面板及 FRP-混凝土-鋼組合梁特點合梁橋由 FRP-混凝土組合板和鋼梁組成。FRFRP 板位于橋面板底部，混凝土澆筑其上。

(a) GFRP-混凝土組合板 (b) GFRP-混凝土-鋼組合梁橋圖 1-2 GFRP-混凝土-鋼組合梁橋示意圖1.3 FRP-混凝土橋面板研究現(xiàn)狀1.3.1 FRP-混凝土橋面板的結(jié)構(gòu)形式及力學(xué)性能研究綜述
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U441

【參考文獻】

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1 賈布裕;余曉琳;顏全勝;;考慮縱向滑移的組合梁隨機有限元可靠度分析[J];哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報;2015年12期

2 黃輝;王文煒;戴建國;;兩跨連續(xù)GFRP-混凝土空心組合板受力性能試驗研究[J];建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報;2015年10期

3 張彥玲;劉玉玲;李運生;侯忠明;;簡支槽型鋼梁-混凝土曲線組合梁施工階段扭轉(zhuǎn)效應(yīng)解析法研究[J];中南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2015年08期

4 王文煒;黃輝;趙飛;;濕技術(shù)條件下GFRP板-混凝土界面黏結(jié)性能試驗研究[J];土木工程學(xué)報;2015年03期

5 黃輝;王文煒;戴建國;;雙跨連續(xù)GFRP-混凝土組合板的試驗研究[J];東南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2015年01期

6 陳卓異;黃僑;楊明;胡世翔;;波形鋼腹板組合槽型梁剪切撓度計算方法與試驗研究[J];工程力學(xué);2014年10期

7 劉洋;童樂為;孫波;陳以一;周鋒;田海;孫緒東;;負彎矩作用下鋼-混凝土組合梁受力性能有限元分析及受彎承載力計算[J];建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報;2014年10期

8 童樂為;劉洋;孫波;陳以一;周鋒;田海;孫緒東;;負彎矩作用下鋼-混凝土組合梁受力性能試驗研究[J];建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報;2014年10期

9 袁健;易偉建;;鋼筋混凝土無腹筋梁受剪承載力計算模型誤差分析[J];建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報;2014年09期

10 李明;李俊;周俊威;史鵬飛;宋建永;;波形鋼腹板預(yù)應(yīng)力組合箱梁的徐變性能[J];公路交通科技;2014年05期

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本文編號：2711055