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本文是基于国家自然科学基金FRP-混凝土组合箱形截面双层交通结构体系受力机理及设计方法的研究(项目编号:51578236)项目,在课题组前期FRP-组合桁架及自密实高性能混凝土(RPC)研究的基础上,采用空间板-桁架理论,根据实际双层交通受力需要,设计并制作了长为6m,截面为单箱单室的FRP-RPC组合双层交通梁桥模型。在此基础上,开展了多工况荷载作用下的相关弹性试验,测试了各试验工况下组合双层交通梁桥模型整体变形及不同FRP(Fiber Reinforced Polymer,纤维增强复合材料)杆件、RPC桥面板的应变等数据,分析得到了FRP-RPC组合双层交通梁桥整体工作性能规律。主要研究内容如下:(1)在熟悉我国中小城市交通桥梁现状和参考相关规范、文献的基础上,基于双层交通概念并结合FRP复合材料轻质、高强等特性优点,以城市48m中等跨度桥梁设计一座能够实现双层交通的单箱单室FRP-RPC组合双层交通梁桥。功能设计上,上层桥面设计为双向单幅机动车道和非机动车道,桥面宽15.2m;下层空间设计为单向城市轨道交通、消防通道,下层桥面宽6.8m。以1﹕8的比例将该实桥模型缩小尺寸,依据梁板理论及桁架结构体系进行结构设计,并对缩小尺寸后的组合梁桥模型进行结构配筋设计。应用到组合双层交通梁桥中的FRP型材不仅可免支模,还可代替钢筋使用,同时在浇筑过程中自密实混凝土(RPC)无需振捣。FRP-RPC组合双层交通梁桥由主桁和桥面板及横向联系构件组成,主桁是梁桥的主要承重结构。(2)以FRP-RPC组合双层交通梁桥为试验对象,对实桥模型进行了浇筑RPC前的纯FRP组合梁桥及浇筑RPC后的FRP-RPC组合双层交通梁桥系列多工况弹性加载试验。研究了FRP-RPC组合双层交通梁桥的弯曲变形、纵横向受力性能、FRP杆件受力状态等影响因素,初步揭示了FRP-RPC组合双层交通梁桥的FRP杆件及RPC桥面板应变等变化规律。通过实测试验研究了荷载多工况下的FRP-RPC组合双层交通梁桥整体受力性能。(3)对FRP-RPC组合双层交通梁桥模型进行主桁结构设计,确定了适合FRP受拉特性的主桁结构受力形式,并通过试验验证了主桁受力结构设计的合理性;由浇筑RPC前后荷载挠度曲线可知纯FRP组合梁桥刚度偏低,浇筑RPC后的FRP-RPC组合双层交通梁桥刚度较纯FRP组合梁桥刚度提高超过2倍;FRP-RPC组合双层交通梁桥在浇筑RPC后上下弦杆中受压区高度发生变化,受压区从存在于主桁上下弦杆中转移到RPC中,受压区高度的转移改变了FRP-RPC组合双层交通梁桥的受力形式,FRP与RPC共同参与组合梁桥受力工作,说明此种组合结构能够较好的发挥FRP与RPC材料特性;浇筑RPC混凝土后的FRP-RPC组合双层交通梁桥模型存在剪力滞效应,在弹性加载多工况下FRP-RPC组合双层交通梁桥表现出较好的线弹性工作性能和整体性能。