【摘 要】
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超高性能混凝土UHPC（Ultra-High Performance Concrete）是一种具有高强度、高韧性和高耐久性的钢纤维增强水泥基混凝土材料。UHPC-NC叠合梁是一种将超高性能混凝土置于底层,在其上现浇普通混凝土NC（Normal Concrete）,或通过界面剪力连接而形成的组合结构,其目的是充分利用两种材料性能特点并满足桥梁工业化需求。目前UHPC-NC叠合梁的理论和试验研究尚处于
【基金项目】
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国家自然科学基金资助:UHPC-NC叠层桥面板静力与疲劳性能的试验研究及设计理论
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超高性能混凝土UHPC（Ultra-High Performance Concrete）是一种具有高强度、高韧性和高耐久性的钢纤维增强水泥基混凝土材料。UHPC-NC叠合梁是一种将超高性能混凝土置于底层,在其上现浇普通混凝土NC（Normal Concrete）,或通过界面剪力连接而形成的组合结构,其目的是充分利用两种材料性能特点并满足桥梁工业化需求。目前UHPC-NC叠合梁的理论和试验研究尚处于起步阶段,对其组合受力性能和设计方法的研究分析,有助于后续试验开展和实际桥梁应用。本文采用理论分析和有限元方法,主要研究内容包括:（1）由于UHPC-NC叠合梁中两种材料的弹模和强度存在差异,使得其应力与开裂荷载计算方法与单一混凝土材料的传统梁不同。本文推导了UHPC-NC叠合梁弹性阶段的应力计算公式,给出考虑UHPC受拉塑性的开裂弯矩计算方法,推导斜截面开裂剪力的计算公式,结合相关试验和国内规范探讨本文解析计算方法的适用性并提出计算建议。（2）由于计算UHPC-NC叠合梁受弯承载力时,对UHPC受拉贡献的计算方式尚未统一,故本文开展UHPC-NC叠合梁的正截面抗弯承载力分析计算,利用ABAQUS进行受弯破坏过程模拟和参数分析,采用不同的简化受拉应力图形计算极限抗弯承载力并进行对比,建议了UHPC受拉区的等效应力分布模式,对界限配筋率进行了讨论分析。（3）由于目前对UHPC-NC叠合梁的界面剪应力分布的计算和有关界面强度的规范甚少,本文开展UHPC-NC叠合梁界面的受力性能和承载力分析计算,给出考虑滑移的叠合梁界面剪应力计算公式和槽口型界面的剪应力计算方法,和有限元结果对比发现梁端一倍梁高内差异较大,梁端多布置槽口可有效降低剪应力峰值;通过比较规范和既有试验承载力,探讨了目前规范对UHPC-NC界面抗剪承载力的计算适用性,并给出了参考计算公式。（4）由于目前暂无UHPC-NC叠合梁受剪的合适计算方法,本文结合全UHPC梁和UHPC-NC叠合梁相关斜剪试验,探讨受剪破坏问题,总结国内外规范中涉及UHPC抗剪的计算方法,进行抗剪承载力纵横向对比分析,得出法国规范和微观-纤维基体分离模型适用性较好,但对剪跨比、尺寸效应和主压应力倾角的考量仍需完善。计算时设计抗拉强度可取抗折强度1/3～1/2,主压应力倾角可取45°,对于叠合梁应将纤维有效高度取为实际UHPC叠合厚度。MFDM计算结果接近法国规范,但对高叠合厚度UHPC梁可能存在较大离散性,对配筋率较大（超过6%）或的低叠合厚度梁可能偏于不安全,对无普通钢筋的预应力梁承载力估计则偏于保守。
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