考慮耐久性的鋼—混凝土組合梁結(jié)構(gòu)力學(xué)性能研究及可靠性分析.pdf

1、鋼-混凝土組合梁結(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用于橋梁工程。隨著服役時(shí)間的增長，在侵蝕環(huán)境作用和車輛荷載作用下，組成組合梁結(jié)構(gòu)的部件，如鋼梁、混凝土板、鋼筋和栓釘，均會(huì)產(chǎn)生耐久性損傷，從而導(dǎo)致組合梁結(jié)構(gòu)發(fā)生力學(xué)性能劣化，如:破壞模式轉(zhuǎn)變、承載能力降低、剛度下降和延性降低;進(jìn)而引起服役期內(nèi)組合梁結(jié)構(gòu)的可靠指標(biāo)不斷減小，降低組合梁結(jié)構(gòu)的服役壽命。為確保鋼-混凝土組合梁結(jié)構(gòu)的安全運(yùn)營，同時(shí)為組合梁結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)、壽命預(yù)測(cè)、加固和拆除重建等提供技術(shù)依據(jù)，本文結(jié)合國

2、家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“鋼-混凝土組合橋梁耐久性研究(50878216)”和鐵道部科技重點(diǎn)計(jì)劃項(xiàng)目“鋼-混凝土組合鐵路橋梁耐久性技術(shù)措施研究(2007G031)”，圍繞鋼-混凝土組合橋梁耐久性研究中的關(guān)鍵科學(xué)問題，以提高鋼-混凝土組合橋梁耐久性為目的，從銹蝕栓釘力學(xué)性能、銹蝕栓釘連接件力學(xué)性能、栓釘銹蝕后鋼-混凝土組合梁抗彎承載力、時(shí)變可靠性研究等方面開展系統(tǒng)深入的研究。主要工作包括:
　　(1)通過對(duì)三種截面形式的栓釘連接件進(jìn)行了人

3、工氣候環(huán)境條件下氯離子侵蝕試驗(yàn)，研究了栓釘連接件的氯離子侵蝕路徑，比較了三種截面形式的的栓釘連接件抗氯離子侵蝕性能，建立了鋼板與混凝土結(jié)合面氯離子侵蝕規(guī)律。
　　(2)通過對(duì)人工氣候環(huán)境加速銹蝕和恒電流加速銹蝕得到的銹蝕栓釘進(jìn)行的拉伸試驗(yàn)，研究了銹蝕栓釘性能退化機(jī)理，建立了銹蝕栓釘名義屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、伸長率及彈性模量與銹蝕率之間的定量關(guān)系模型，并在此基礎(chǔ)上，建立了銹蝕栓釘?shù)谋緲?gòu)關(guān)系模型。
　　(3)通過對(duì)國內(nèi)外普通混凝土

4、實(shí)心板推出試驗(yàn)的回歸分析，建立了考慮栓釘和混凝土相互影響的栓釘連接件抗剪承載力計(jì)算公式;采用該公式對(duì)本文推出試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析和比較。建立了栓釘連接件荷載-滑移曲線的計(jì)算模型。對(duì)10個(gè)銹蝕栓釘連接件進(jìn)行了推出試驗(yàn)，得到了抗剪承載力、破壞形態(tài)和荷載-滑移曲線，建立了栓釘銹蝕后栓釘連接件的抗剪承載力、剪切剛度、極限滑移值和荷載-滑移關(guān)系計(jì)算模型。
　　(4)對(duì)14個(gè)鋼-混凝土組合梁進(jìn)行了通電加速銹蝕試驗(yàn)，并進(jìn)行了抗彎性能試驗(yàn)。研究了銹

5、蝕鋼-混凝土組合梁裂縫特征及分布規(guī)律、變形發(fā)展規(guī)律、跨中截面應(yīng)變分布規(guī)律、結(jié)合面相對(duì)滑移分布規(guī)律、延性變化規(guī)律和剛度變化規(guī)律。
　　(5)在考慮混凝土翼板保護(hù)層銹脹開裂承載力計(jì)算模型基礎(chǔ)上，考慮栓釘銹蝕后剪力連接程度對(duì)組合梁抗彎承載力的影響，引入銹蝕栓釘連接件與混凝土協(xié)同工作系數(shù)，采用簡化塑性理論，結(jié)合本文獲得的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，提出了組合腐蝕效應(yīng)下鋼-混凝土組合梁抗彎承載力計(jì)算公式。通過實(shí)例驗(yàn)證了本文所提出的組合腐蝕效應(yīng)下鋼-混凝土組合