带开孔板连接件的HSS-UHPC组合梁抗弯性能

作者：贺绍华; 杨刚; 房腾鹏; 杨家粮

来源：交通运输工程学报, 2022, 22(06): 143-157.

DOI：10.19818/j.cnki.1671-1637.2022.06.009

• 桥梁工程
• 组合梁
• 超高性能混凝土
• 高强钢
• 开孔板连接件
• 抗弯性能

为探究高强钢(HSS)-超高性能混凝土(UHPC)组合梁的抗弯性能，考虑剪力连接度影响，设计并完成3片设置开孔板连接件的HSS-UHPC组合梁跨中两点对称加载试验；对剪力连接度分别为1.02、0.89和0.76的HSS-UHPC组合梁抗弯刚度、挠度、界面滑移、应变分布规律及钢梁与UHPC板的整体工作性能等进行分析，探讨了该型结构的受弯破坏机理；通过建立HSS-UHPC组合梁的ABAQUS非线性有限元计算模型，分析了混凝土强度、翼板厚度、钢材强度三者间的匹配关系，评估了现有简化塑性理论对该型组合梁抗弯计算的适用性。研究结果表明：设置开孔板连接件的HSS-UHPC组合梁具有较高的抗弯承载能力和良好的塑性变形能力，其抗弯刚度和延性均能满足工程使用要求；UHPC板与HSS梁在弹性受力阶段的界面滑移发展缓慢，最大滑移出现在1/8梁长附近；进入塑性受力阶段，界面滑移迅速增大，且最大滑移断面逐渐外移至梁端；剪力连接度对HSS-UHPC组合梁的抗弯性能影响显著，连接度由1.02分别减小至0.89和0.76时，结构的早期抗弯刚度分别降低了7.0%和8.7%,极限承载力也分别减小了9.2%和14.6%,界面最大滑移则分别增大了15.8%和17.0%;对比试验研究、数值模拟和理论计算结果三者吻合良好，数值结果显示采用Q690取代Q460的组合梁抗弯承载力提高了29.0%,但延性下降了39.7%;提高UHPC强度和增大混凝土翼板厚度均能显著改善HSS-UHPC组合梁延性并增强其抗弯承载力。

• 单位
  中国市政工程西南设计研究总院; 广东工业大学