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摘要
冲击具有作用源多样、低频多发、危害性大等鲜明特征，已成为桥梁垮塌的主要原因之一。高强钢管超高性能混凝土（UHPC）作为大跨高墩桥梁的优选构件之一，其受冲击作用的风险不可忽视。本文设计制作了9根高强方钢管UHPC短柱，以期研究其轴向冲击性能及冲击后剩余性能。采用落锤试验机和液压试验机分别开展轴向冲击试验及冲击后剩余承载力试验，主要考虑冲击能量和钢纤维掺量两种参数，探究冲击力、变形、能量吸收、剩余承载力和剩余率等关键性能指标的变化规律。结果表明，高强钢管UHPC构件的抗冲击性能和剩余性能明显优于高强钢管高强混凝土构件，能够应对更大能量的轴向冲击作用。钢纤维与混凝土基体之间的粘结锚固作用及其形成的纤维网骨架能有效提高UHPC的强度、抗裂性、延性与耗能能力，这一特性使得构件在冲击作用下的峰值位移和残余变形随着钢纤维掺量的增加而显著降低。2%钢纤维掺量时，峰值位移与残余变形的降低幅度分别可达14.3%和31.4%，单位变形耗能最大提升了38.4%。在未发生严重损伤的情况下，构件的剩余承载力和剩余率随着钢纤维掺量的增加显著提高，分别可达28.3%和12.4%。在0%～2%范围内，钢纤维体积掺量的增加可显著提高钢管混凝土构件的抗轴向冲击性能与冲击后剩余力学性能。需要指出，本文考虑的钢纤维掺量仅针对工程设计中常用范围，超出本文研究范围时需进一步论证分析。
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单位土木工程学院; 福州大学
