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一、引言

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，建筑物也隨之向著更高、更大、更復(fù)雜的方向發(fā)展，在很多場合，常見的直梁、純鋼梁、鋼筋混凝土梁難以滿足使用要求，這就使得曲線組合梁的應(yīng)用越來越廣泛。在施工過程中曲線組合梁會(huì)受到一些難以控制的不利因素影響，在長期運(yùn)營過程中又經(jīng)常受到環(huán)境侵蝕或超載作用的影響，這就使得了解和預(yù)測曲線組合梁在超載條件下的結(jié)構(gòu)狀態(tài)(特別是梁的極限狀態(tài))變得尤為重要。

二、曲線組合梁中各因素的影響

針對橋梁結(jié)構(gòu)受力性能的研究，能夠更好的進(jìn)行極限設(shè)計(jì)，幫助我們了解結(jié)構(gòu)的破壞形式，準(zhǔn)確探知結(jié)構(gòu)在給定荷載下的安全儲(chǔ)備或超載能力，為其安全施工和營運(yùn)管理提供依據(jù)和保障。

對于曲線鋼-混凝土組合梁，我們不僅要研究曲線鋼-混凝土組合梁的基本力學(xué)性能，還要考察混凝土板與鋼梁的協(xié)同工作性能，其次，其撓度變化也是我們研究的重點(diǎn)。此外，其變形規(guī)律也是必須研究的重點(diǎn)內(nèi)容之一。結(jié)合已完成的試驗(yàn)、模擬和理論計(jì)算。

第一，影響曲線鋼-混凝土組合梁的力學(xué)性能的因素是多重的，其中混凝土板的厚度會(huì)對結(jié)果產(chǎn)生影響。相關(guān)試驗(yàn)表明，隨著混凝土板厚度的增加，鋼-混凝土組合梁的開裂彎矩、屈服彎矩和極限承載力均有增大。這表明組合梁的抗彎承載力隨著板厚的增加而提高。在彈性階段試件不同混凝土板厚度的跨中彎矩-撓度曲線的斜率相近，表明混凝土板的厚度對組合梁的初始剛度影響較??；但是加載至鋼梁屈服后，混凝土板薄的試件剛度退化較混凝土板后的試件更為顯著，表明增加混凝土板的厚度能減小組合梁在彈塑性階段的剛度退化。

第二，栓釘間距對鋼-混凝土組合梁會(huì)產(chǎn)生影響。根據(jù)已有的試驗(yàn)結(jié)果，在試件的栓釘間距不同，而其他的試驗(yàn)參數(shù)相同時(shí)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，栓釘?shù)拈g距越小，鋼-混凝土組合梁的開裂彎矩、屈服彎矩和極限抗彎承載力越大。此外，栓釘間距越小，混凝土板和鋼梁交界面上的相對滑移就越小，表明減少栓釘間距能增加混凝土板和鋼梁間的組合作用。

第三，混凝土板縱向鋼筋配筋率的影響?？v向配筋率大的組合梁試件在彈性階段和彈塑性階段的抗彎剛度均大于縱向配筋率小的試件。并且，縱向配筋率的高低不顯著影響試件的極限抗彎承載力。

第四，混凝土板形式的影響。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，因?yàn)轭A(yù)制混凝土板的彈性模量大于現(xiàn)澆混凝土，所以預(yù)制混凝土板的剛度退化程度小于現(xiàn)澆混凝土板，但它們的極限抗彎承載力近似相等。因此，預(yù)制鋼-混凝土組合梁和現(xiàn)澆鋼-混凝土組合梁的抗彎性能相近。

第五，梁的曲線半徑會(huì)影響混凝土板和鋼梁的相對滑移。對于曲線半徑不同的試驗(yàn)梁，在相同荷載的作用下，隨著跨徑比的增大，處于相同位置截面的混凝土板和鋼梁的切向相對滑移量會(huì)增大。切向滑移隨著荷載增大而增大。半徑不同試驗(yàn)梁切向滑移沿梁軸曲線的分布規(guī)律基本相同，在支座處和加載位置由于反力增加了鋼梁與混凝土板結(jié)合面上的局部壓力，使摩擦力增大，抑制了結(jié)合面的相對滑移，因此梁端和加載位置滑移反而較小。徑向滑移的最大值發(fā)生在支座位置處，徑向滑移整體均是隨著荷載的增大而增大，相同荷載下徑向滑移比切向滑移值要小。

第六，曲線鋼-混凝土組合梁在負(fù)彎矩和扭矩的共同作用下，在約 0.15 倍極限荷載時(shí)裂縫就已出現(xiàn)，約0.75倍極限荷載時(shí)裂縫基本出現(xiàn)完全，且混凝土頂板裂縫由于扭矩的存在發(fā)生傾斜。而且組合梁混凝土主要裂縫間距受橫向鋼筋間距的影響較大。

綜上，可以看出，影響曲線鋼-混凝土組合梁受力性能的因素是比較復(fù)雜的，從已有的試驗(yàn)我們可以看出，曲率是一個(gè)重要的研究階段，這直接影響曲線鋼-混凝土組合梁的承載力及相對滑移，因此，這是未來研究的重點(diǎn)。

三、展望

國內(nèi)外學(xué)者已對曲線鋼-混凝土組合梁結(jié)構(gòu)受力性能問題開展了較為廣泛的研究，并取得了一定的成果，但隨著組合梁跨徑的不斷增大，結(jié)構(gòu)的日益復(fù)雜，還存在許多問題有待于進(jìn)一步探討和研究。

第一，曲線鋼-混凝土組合梁極限承載力的理論細(xì)化和分析方法的研究。通過論文表明結(jié)構(gòu)的實(shí)際承載能力需要考慮構(gòu)件的幾何形式和材料性能才能準(zhǔn)確的評估，但時(shí)至今天都沒有找到一種可以用過建立一套精確考慮結(jié)構(gòu)件的幾何形式和材料性能的曲線組合梁分析理論和計(jì)算方法以及如何定量分析非線性因素對組合梁結(jié)構(gòu)極限承載力的影響。

第二，實(shí)際使用極限承載力試驗(yàn)研究。通常的試驗(yàn)是通過模型進(jìn)行分析，必然會(huì)因?yàn)槌叽绲淖兓铜h(huán)境的不同等一些條件的影響而導(dǎo)致試驗(yàn)得到的結(jié)果與現(xiàn)場實(shí)際相比有所不同。組合梁梁作為整個(gè)建筑中的重要組成部分，不可能為進(jìn)行破壞性試驗(yàn)研究而破壞組合梁，也不可能新建相同的建筑物進(jìn)行破壞性試驗(yàn)的研究。國內(nèi)最近幾年的建筑物的擴(kuò)建為進(jìn)行實(shí)際極限承載力試驗(yàn)提供難得的機(jī)會(huì)，從而為今后進(jìn)行實(shí)際試驗(yàn)提供了條件。

第三，國內(nèi)對曲線鋼-混凝土組合梁受力性能的研究更多的是把恒載與人員荷載這些面內(nèi)荷載作為了研究的重點(diǎn)，而對于風(fēng)荷載、地震荷載、激振等其他荷載形式作用下的組合梁受力性能所進(jìn)行的研究并不深入，今后可以針對不同的荷載進(jìn)行研究。

第四，大跨徑彎曲梁鋼-混凝土組合梁施工過程中體系有時(shí)會(huì)進(jìn)行變化轉(zhuǎn)換，結(jié)構(gòu)的變形、混凝土的收縮、鋼筋的徐變等因素均會(huì)對其承載力產(chǎn)生影響，內(nèi)力變化幅度很大，在施工的過程中會(huì)出現(xiàn)不利的荷載。為了保證施工過程中的組合梁安全.研究施工中的受力性能是非常必要的。另外，構(gòu)件的受力性能也會(huì)收到不同的施工方法和施工順序的影響，而這方面的研究還很不足。

第五，曲線梁受力性能分析程序的研制和開發(fā)。雖然目前有許多大型有限元分析軟件如ANSYS、ADINA、ABAQUS軟件，但是均不能有效的解決曲線組合梁中極限承載力計(jì)算的問題。所以，要通過大量的研究開發(fā)出一套更方便曲線組合梁計(jì)算的軟件極為重要。

四、總結(jié)

通過國內(nèi)外的試驗(yàn)研究分析表明，影響曲線鋼-混凝土組合梁的受力性能主要有如下幾個(gè)方面：混凝土板厚度、混凝土板材料、鋼構(gòu)件強(qiáng)度、組合形式、曲率半徑等因素。