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与传统桥梁用钢相比,高性能钢(HPS)在强度、可焊性、断裂韧性、延性和耐候性方面都有很大的改善。本文回顾了高性能钢的研发历程,应用现状,以及研究工作。本文采用中国舞阳钢厂采用控温控轧技术生产的HPS 485W,研究了HPS 485W的力学性能,以及基于混合设计的高性能钢梁抗弯性能,以推动我国HPS在桥梁工程中的应用。本文的主要研究工作如下：首先,为了研究高性能钢HPS 485W的力学性能,进行了一系列的力学性能试验。拉伸试验和冲击试验的试验结果表明：与传统桥梁用钢相比,HPS 485W强度高,弹性模量较小,屈强比较大,冲击韧性高且脆-延转变温度更低。通过进行HPS 485W延性断裂韧度JIC试验,计算得18mm和28mm的HPS 485W试样的JIC分别为415.8 kJ/m2和507.79 kJ/m2。分别加工5个7.5mm和12.5mm的紧凑拉伸试样进行HPS 485W裂纹扩展速率试验,得到裂纹尖端强度因子ΔK和裂纹扩展速率da/dN的关系曲线,试验结果表明HPS 485W抵抗疲劳裂纹扩展能力强。其次,为了研究HPS 485W抗弯性能,设计了3片单点加载的简支工字钢梁。记录试验过程中高性能钢梁的受载能力、应变增长以及变形,观察最终破坏情况。试验后,对整个试验过程进行详细分析。结果表明：混合设计试验梁既能发挥HPS高强优势,又能体现经济有效性,试验梁可达到塑性抗弯承载能力极限状态。应用有限元软件ANSYS,对高性能抗弯钢梁进行强度分析和稳定分析。计算结果表明,有限元结果和试验结果的吻合较好。在进行抗弯性能的影响参数数值分析中,分析了上下翼缘宽厚比,腹板高厚比及混合设计的材料匹配对试验梁抗弯性能的影响。分析结果表明,对于密实截面设计的工字型抗弯钢梁,可以形成塑性铰,且随着塑性转动的增大,发生受压翼缘局部屈曲；对于非密实截面设计的工字型抗弯试验梁,当翼缘边缘达屈服荷载后,进而发生局部屈曲,不能形成塑性铰。