考慮耐久性的鋼—混凝土組合梁結(jié)構(gòu)力學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;進而引起服役期內(nèi)組合梁結(jié)構(gòu)的可靠指標不斷減小，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)的安全運營，同時為組合梁結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計、壽命預(yù)測、加固和拆除重建等提供技術(shù)依據(jù)，本文結(jié)合國

2、家自然科學基金項目“鋼-混凝土組合橋梁耐久性研究(50878216)”和鐵道部科技重點計劃項目“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，從銹蝕栓釘力學性能、銹蝕栓釘連接件力學性能、栓釘銹蝕后鋼-混凝土組合梁抗彎承載力、時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)通過對三種截面形式的栓釘連接件進行了人

3、工氣候環(huán)境條件下氯離子侵蝕試驗，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行的拉伸試驗，研究了銹蝕栓釘性能退化機理，建立了銹蝕栓釘名義屈服強度、抗拉強度、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)通過對國內(nèi)外普通混凝土

4、實心板推出試驗的回歸分析，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算公式;采用該公式對本文推出試驗結(jié)果進行了分析和比較。建立了栓釘連接件荷載-滑移曲線的計算模型。對10個銹蝕栓釘連接件進行了推出試驗，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)系計算模型。
　　(4)對14個鋼-混凝土組合梁進行了通電加速銹蝕試驗，并進行了抗彎性能試驗。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層銹脹開裂承載力計算模型基礎(chǔ)上，考慮栓釘銹蝕后剪力連接程度對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算公式。通過實例驗證了本文所提出的組合腐蝕效應(yīng)下鋼-混凝土組合