作为桥梁结构重要构件,伸缩装置承受车辆荷载反复冲击和环境变化的考验,极易造成损坏,增大维护工作负担。在不改变整座桥梁结构的前提下,使用桥面连接板连接相邻简支梁,形成无缝桥面,达到“最好的伸缩缝就是无伸缩缝”效果,可以解决伸缩缝位置渗水问题,增强桥面平稳性和耐久性,具有良好的社会效益。本文中桥面连接板选取性能良好的聚乙烯醇纤维增强水泥基复合材料(PVA-ECC:Polyvinyl Alcohol-Engineered Cementitious Composite),从 PVA-ECC 正交试验设计及其力学性能测试、桥面连接板受力分析与理论计算、缩尺试验和有限元数值模拟四个方面进行研究。论文的主要研究内容和结论如下:(1)采取四因素三水平进行PVA-ECC正交试验设计,研究水胶比、减水剂、粉煤灰、纤维掺量对不同龄期(7d、14d、28d)PVA-ECC立方体试块抗压、哑铃型试件拉伸、薄板弯曲性能的影响,通过极差分析和方差分析,定量分析影响因素对试验影响显著性,进而得出最优组合。结果表明,水胶比和减水剂用量显著影响抗压强度,2%纤维体积掺量时拉伸试件可以达到2.5%拉伸应变、薄板跨中位移可达15mm,裂缝发展致密和均匀。(2)分析桥面连接板在荷载、温度、混凝土收缩与徐变等几个主要因素作用下的受力情况,采用线弹性分析方法对桥面连接板进行受力和配筋计算,最后对细节构造措施进行优化。研究表明,连接板长度与主梁实际伸缩量有关,建议长度为其相连桥跨长度总和7.5%,脱粘带长度为4%-5%。(3)以桥面连接板缩尺模型为研究对象,采用静力加载和温度耦合作用,对连接板跨中荷载-位移、关键部位应变以及转动角度进行数据采集,试验结果表明,在温度耦合作用下,连接板峰值荷载下降明显,下降范围为7.5%-66.4%,筋材为碳板的连接板性能最为优异。底板和脱粘带应变发展迅速,可达10000με以上,充分发挥了 PVA-ECC材料优良性能。(4)采用有限元软件ABAQUS建立试验模型,按照试验构件的设计参数进行非线性分析,在静力加载和温度耦合作用下模拟不同筋材对连接板性能的影响。结果表明,有限元计算结果与试验结果吻合良好,可以准确模拟试验构件受力过程,运用此模型可以对桥面连接板试验进行拓展分析。