基于壓縮薄膜效應(yīng)的混凝土橋面板承載力算法

鄭 愚，Su.E.Taylor，Des.Robinson

(1.英國貝爾法斯特女王大學(xué)建筑，規(guī)劃與土木工程學(xué)院，貝爾法斯特英國，BT9 5AG; 2.東莞理工學(xué)院，建筑工程系，廣東東莞523808，albert21i@hotmail.com)

在過去的研究中發(fā)現(xiàn)由于壓縮薄膜效應(yīng)(compressive membrane action)或拱效應(yīng)(arching action)的存在，帶有平面內(nèi)約束的混凝土板中的極限承載力要遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法計(jì)算得出的結(jié)果［1］.雖然針對CMA的研究在國際上已經(jīng)開展了近40年［2］，但是在很多設(shè)計(jì)方法中仍未對其加以考慮.目前國際上只有部分較為權(quán)威的設(shè)計(jì)/評估規(guī)范將該結(jié)構(gòu)效應(yīng)納入其中.這些規(guī)范包括Department of Regional Development(NI)，Design Specification for Bridge Decks［3］;The Canadian Bridge Design Code［4］and the UK Highways Agency Standard BD81/02［5］.本文將對典型的混凝土橋梁面板結(jié)構(gòu)進(jìn)行試驗(yàn)研究和理論分析，建立一套考慮了壓縮薄膜效應(yīng)的能夠準(zhǔn)確計(jì)算該結(jié)構(gòu)類型承載能力的理論模型.

1 壓縮薄膜效應(yīng)的理論背景

鋼筋混凝土板的強(qiáng)度受其邊界條件的影響，其中包括轉(zhuǎn)動和軸向的約束.在過去的分析中，前者的影響已經(jīng)被廣泛地接受和理解.但是對外來的平面內(nèi)的約束，如支撐梁和加載區(qū)外圍板塊的橫向約束，對承載力的影響卻經(jīng)常被忽略.混凝土板中的壓縮薄膜效應(yīng)是由于混凝土材料自身抗壓與抗拉強(qiáng)度之間的巨大差異引起的.從圖1中可以看出，當(dāng)荷載施加到一定程度時(shí)，加載區(qū)的底部和邊界處的頂部邊開始開裂.在這種情況下，截面內(nèi)的中和軸便會向著混凝土受壓區(qū)移動.當(dāng)混凝土板的末端受到剛性約束時(shí)，由于對支座處受壓區(qū)的約束，壓縮薄膜壓力(或拱推力)便會在混凝土板內(nèi)部產(chǎn)生.這一薄膜效應(yīng)將會增加混凝土板內(nèi)的受壓區(qū)高度，同時(shí)也提高了混凝土板的極限強(qiáng)度.

圖1 帶有橫向約束混凝土板中的壓縮薄膜效應(yīng)

在過去的研究中，英國貝爾法斯特女王大學(xué)的Rankin和Long總結(jié)了一套考慮CMA對板柱結(jié)構(gòu)承載力的計(jì)算方法［5］.此后，Kirkpatrick等人將這方面的研究延伸到對M型橋梁的研究中［6］，同時(shí)也建立一套基于CMA的橋梁面板的設(shè)計(jì)方法.最近Taylor［7］將這一方法進(jìn)一步拓展，同時(shí)還發(fā)現(xiàn)在高強(qiáng)混凝土板中壓縮薄膜效應(yīng)更為明顯.但是以上研究中所推出的理論算法，仍然有部分假設(shè)是基于經(jīng)驗(yàn)判斷的.因此，在筆者的研究中［8］的數(shù)值模型［9］可以將這一理論算法進(jìn)一步完善.

2 研究的物理模型

2.1 試驗(yàn)?zāi)Ｐ?/h3>

物理模型是一套1∶3的組合結(jié)構(gòu)的橋梁模型［8］(如圖2所示).試驗(yàn)?zāi)Ｐ褪堑湫偷匿摶旖M合橋梁結(jié)構(gòu)中最外邊的一跨.在典型的橋梁結(jié)構(gòu)中，中間跨的橋梁面板所受到的側(cè)向約束剛度最大，因此其跨中混凝土板的壓縮薄膜效應(yīng)也是最強(qiáng)的.而外圍跨的橋面板的側(cè)向約束剛度最低，用其對橋梁面板的承載力進(jìn)行評估最為保守可靠，同時(shí)也能最為有效地驗(yàn)證壓縮薄膜效應(yīng)的存在.本次試驗(yàn)中，共有6個縮小比例的鋼混組合橋梁模型進(jìn)行極限承載力測試.

在該試驗(yàn)?zāi)Ｐ椭?，混凝土板由兩邊的工字鋼梁支撐，鋼梁與混凝土板之間用型號為25 mm× 25 mm×50 mm［10］的L型鋼構(gòu)件作為剪力鍵.在板中部，用一根25 mm×500 mm的鋼梁作為加載構(gòu)件，以此來模擬兩個輪胎同時(shí)作用在橋面板上的效果.此外，所有配筋位置都位于混凝土板的中部.試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷木唧w細(xì)節(jié)分別見圖2和表1.

圖2 試驗(yàn)?zāi)Ｐ筒贾?/p>

表1 試驗(yàn)?zāi)Ｐ途唧w參數(shù)

從表1中可以看出，各個模型之間主要變化的結(jié)構(gòu)參數(shù)包括混凝土板中混凝土的抗壓強(qiáng)度、板中的配筋率和支撐梁的尺寸.為了研究橫向約束剛度的影響，在本次試驗(yàn)?zāi)Ｐ椭?，采用了兩種截面尺寸的工字鋼梁(見表1).約束剛度的改變主要通過改變鋼梁水平方向的慣性矩(Iyy)來實(shí)現(xiàn)(見表1).這是本次試驗(yàn)研究的一個重點(diǎn)，因?yàn)樵谶^去的研究中，橫向約束剛度的變化對橋面板承載力的影響經(jīng)常被忽略或?qū)⑵淇醋饕粋€常數(shù)［11］.

2.2 試驗(yàn)結(jié)果

所有模型的極限承載力結(jié)果如表1和圖3所示.可以看出，最大的承載力發(fā)生在混凝土強(qiáng)度較高和鋼梁尺寸較大的橋梁模型中(模型M69BB05).這正是由于該模型中的CMA最為明顯.從過去的研究中得知［8］，CMA的強(qiáng)弱取決于混凝土的強(qiáng)度、混凝土板的跨高比和橫向約束的大小.通過比較模型M36SB05和M38BB05，可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)鋼梁的Iyy增加了10倍之后(截面面積提高了2倍)，混凝土橋面板的承載能力提高了近40%.由此可以看出，約束剛度的提高是增加橋面板承載能力的有效手段.但是在對模型M36SB05和M33SB10的比較中卻發(fā)現(xiàn)，配筋率的提高沒有引起混凝土板的承載能力顯著變化.從荷載與跨中位移的曲線關(guān)系可以看出，當(dāng)在加載初期(開裂發(fā)生之前)，每個模型的曲線變化差別不大.當(dāng)施加荷載超過開裂荷載后，在約束剛度較大和混凝土強(qiáng)度較高的模型中，剛度退化的現(xiàn)象沒有那么顯著，這是由于在這些混凝土板中存在著較大的拱效應(yīng).

圖3 試驗(yàn)結(jié)果中荷載位移曲線

但是同時(shí)可以發(fā)現(xiàn)，在CMA較為顯著的模型中，破壞形態(tài)更表現(xiàn)為脆性，破壞區(qū)域更為局部.這也意味著，當(dāng)混凝土板內(nèi)部CMA增加的同時(shí)，其結(jié)構(gòu)的延性正在逐步下降.

3 橋梁面板承載力計(jì)算方法

3.1 現(xiàn)有規(guī)范中的計(jì)算方法

通過上面的試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)壓縮薄膜效應(yīng)的確存在于混凝土橋面板結(jié)構(gòu)中.因此，在本次研究中將采用來自英國(BS5400［12］)、美國 (ACI318-05［13］和AASHTO［14］)、歐洲(EN 1992-1-1［15］)和中國(GB50010-2002［16］)現(xiàn)有的承載力設(shè)計(jì)規(guī)范.分別使用各個規(guī)范中的彎曲和沖切承載力的計(jì)算方法對試驗(yàn)?zāi)Ｐ统休d力進(jìn)行評測.由于是對結(jié)構(gòu)的極限承載力進(jìn)行預(yù)測，去除每個規(guī)范中彎曲和沖切承載力計(jì)算公式的安全系數(shù).現(xiàn)行規(guī)范的計(jì)算結(jié)果如表2所示.

通過對規(guī)范計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果的比較可以看出，目前通用的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中對承載力評測方法都過于保守，特別是對約束剛度較大的橋梁模型承載力的評測.造成這一巨大誤差的真正原因在于目前CMA仍然沒有被現(xiàn)行的眾多設(shè)計(jì)規(guī)范采納，現(xiàn)行的設(shè)計(jì)方法無法反映約束剛度對承載能力的影響.

表2 試驗(yàn)結(jié)果與現(xiàn)行規(guī)范計(jì)算結(jié)果的比較(a)中國規(guī)范計(jì)算結(jié)果

(c)美國規(guī)范計(jì)算結(jié)果

3.2 基于CMA的承載力計(jì)算方法

3.2.1 破壞形態(tài)

要建立可以正確評測混凝土橋面板的計(jì)算方法，必須先準(zhǔn)確地認(rèn)識該結(jié)構(gòu)在局部荷載作用下的破壞形態(tài).從試驗(yàn)結(jié)果可知(如圖3)，沖切破壞是該結(jié)構(gòu)類型最常見的破壞形式.試驗(yàn)過程觀察得知在沖切破壞的同時(shí)，彎曲破壞或剪壓破壞也同時(shí)發(fā)生.因此，可以將橋面板在局部荷載作用下的破壞形態(tài)分為彎切破壞(flexural punching failure)和剪切破壞(shear punching failure).

通常彎切破壞發(fā)生時(shí)伴隨著鋼筋的屈服，所以，這種破壞形態(tài)發(fā)生時(shí)，結(jié)構(gòu)的延性一般較強(qiáng).同時(shí)，在彎切破壞發(fā)生的板結(jié)構(gòu)中，配筋率都比較低而且破壞時(shí)屈服線開展的面積比較大.這一點(diǎn)可以從Rankin和Long［17］的研究中得到證實(shí).

與彎切破壞相比，剪切破壞屬于比較‘脆’的破壞形態(tài).剪切破壞通常發(fā)生在配筋率比較高和橫向約束剛度比較大的混凝土板結(jié)構(gòu)中.因此，當(dāng)這種破壞形態(tài)發(fā)生時(shí)，鋼筋通常沒有屈服.

試驗(yàn)結(jié)果分析可知，當(dāng)橋梁結(jié)構(gòu)中混凝土強(qiáng)度較低和橫向約束剛度較小時(shí)，破壞形態(tài)會更接近彎沖破壞.反之，剪切破壞便會發(fā)生.然而在實(shí)際工程中，破壞狀態(tài)往往是介于兩者之間的.

前期的研究結(jié)果表明，CMA可以同時(shí)提高混凝土板結(jié)構(gòu)中的抗彎和抗剪承載力［7］，但是結(jié)構(gòu)的延性也隨著CMA的增強(qiáng)而減弱.正如前面所講，混凝土板中的CMA將會隨著混凝土強(qiáng)度和橫向約束剛度的提高而變得顯著.因此可知當(dāng)CMA越顯著，結(jié)構(gòu)的破壞形態(tài)就越有可能接近剪切破壞.

3.2.2 承載力預(yù)測的理論模型

為了正確預(yù)測鋼筋混凝土橋梁面板中的極限承載力，建立一套合理的承載力預(yù)測模型.在這個理論模型中，承載力計(jì)算分為彎切承載力和剪切承載力計(jì)算兩部分.在這個理論算法中，對有效薄膜區(qū)域的確定和約束剛度的估計(jì)是關(guān)鍵的兩個環(huán)節(jié).本次理論模型建立在舊有英國女王大學(xué)理論算法［7］的基礎(chǔ)上，但在舊有模型中，對這兩個環(huán)節(jié)都沒有提出合理的解決方案.

1)約束剛度

如圖4所示，對橋梁面板中的橫向約束系統(tǒng)可以看作是由3部分組成的:支撐梁的平面內(nèi)的彎曲剛度——Kb;有效薄膜區(qū)域以外的混凝土板和支撐梁末端的橫隔梁所提供的軸向剛度——Kd;支撐梁的扭轉(zhuǎn)剛度——Ktor.

圖4 橋面板中的約束剛度系統(tǒng)

①支撐梁平面內(nèi)的彎曲剛度

如果將支撐梁平面內(nèi)的彎曲剛度(Kb)等效成一個同樣剛度大小的彈簧，在薄膜壓力Par作用下這個彈簧所產(chǎn)生的變形δ就可以用以下方程表示:

假設(shè)將薄膜壓力(Par)等效成均布荷載施加在支撐梁上(Par=qxL)，則式(1)中的δ是指整根梁的平均位移，所以要對梁的變形函數(shù)沿著梁的長度方向上積分.均布荷載作用下梁的彎曲變形函數(shù)可以從基本的材料力學(xué)中獲得.要注意的是這里梁的長度并不是整根支撐梁的長度，而是薄膜壓力作用下梁的長度(如圖4中梁在有效薄膜區(qū)域內(nèi)的長度，即圖4中兩個A點(diǎn)之間的距離).

如果假設(shè)在A點(diǎn)處(見圖4)薄膜壓力作用下梁的約束條件為固接，對邊界處固結(jié)在均布荷載作用下梁的變形函數(shù)進(jìn)行積分和彎曲原理可以求得，獲得梁的平均位移方程:

將δavg代入方程(1)中的δ得

如果假設(shè)A點(diǎn)處的梁端約束關(guān)系為鉸接，通過同樣的計(jì)算方法得梁的彎曲剛度為

通過以上分析，支撐梁的等效彎曲剛度可以表示為

其中ζ是梁末端(圖4中A點(diǎn))的約束參數(shù).通常這一參數(shù)的取值取決于混凝土板的開裂程度和邊梁的破壞與否，因此，為了承載力偏保守估計(jì)，ζ統(tǒng)一取為114.6(鉸接).方程(2)中L表示的是梁在薄膜壓力下的有效長度.對于這個參數(shù)的確定將在后面進(jìn)行說明.

②有效薄膜區(qū)域以外的混凝土板和支撐梁末端的橫隔梁所提供的軸向剛度

這一剛度的大小是由有效薄膜區(qū)域以外混凝土板的截面面積、支撐梁末端橫隔梁的截面面積、橋梁面板的跨度和材料的彈性模量決定的.由于是在有效薄膜區(qū)域外沒有被加載的混凝土橋面板和末端的橫隔梁共同作用抵抗來自CMA的拱推力，這個約束剛度可以表示為來自這兩方面累加的結(jié)果:

式中:A1為薄膜壓力區(qū)域外混凝土板的截面面積，A2為末端橫隔梁的截面面積.Le見圖4.

③支撐梁的扭轉(zhuǎn)剛度

在橋梁結(jié)構(gòu)中，混凝土橋面板被支撐于邊梁的頂部.當(dāng)來自于CMA的拱推力作用于支撐梁時(shí)，由于作用點(diǎn)不在梁的剪力中心(通常梁的剪力中心位于梁的截面形心附近)，支撐梁在有效薄膜區(qū)域內(nèi)將會發(fā)生扭轉(zhuǎn).

與計(jì)算支撐梁平面內(nèi)彎曲剛度計(jì)算方法相似，如圖4所示，將扭轉(zhuǎn)剛度等效成一個剛度為Ktor的彈簧，在拱推力Par的作用下產(chǎn)生的位移δ可以表示成:

同樣將拱推力等效成均布荷載施加在等效薄膜區(qū)域支撐梁上.式(3)中的δ指的就是整根梁的平均位移，所以要對梁的變形函數(shù)沿著梁的長度方向上積分.因此，應(yīng)該先求出均布荷載作用下梁的扭轉(zhuǎn)角的函數(shù).試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，支撐梁在有效薄膜區(qū)域外的梁和末端的橫隔梁對扭轉(zhuǎn)的約束非常大，可以假設(shè)在邊界條件為固接的梁單元上施加均布荷載.因此通過與Kb相似的推導(dǎo)方法可以求得支撐梁的扭轉(zhuǎn)剛度為

④剛度組合

當(dāng)完成對3個剛度的計(jì)算方程后，可以將其組裝成總的約束剛度方程.通過對橋梁模型各個構(gòu)件幾何關(guān)系的分析可以看出，3個剛度之間的關(guān)系是柔度的疊加(如圖4所示).橋梁面板所受到的約束剛度可以通過以下公式表示:

2)有效薄膜區(qū)域的確定

要計(jì)算混凝土板的正確承載力，必須確定施加荷載后，拱推力或薄膜壓力所波及的范圍. Rankin［18］提出了一個環(huán)狀區(qū)域的計(jì)算方法，該方法只適用于板柱結(jié)構(gòu)中CMA的研究.Taylor［7］發(fā)現(xiàn)在橋梁面板中，拱推力通常只向垂直于支撐梁的方向傳遞，傳力方式類似于樓板中的單向板.而這一點(diǎn)也通過文獻(xiàn)［8］的數(shù)值模型得以證實(shí)(見圖5).因此，Taylor假設(shè)有效區(qū)域的長度與加載區(qū)的長度(cy)、Le(見圖4)和混凝土板的厚度有關(guān)，計(jì)算公式如下:

然而上式只是一個經(jīng)驗(yàn)公式，并沒有得到理論驗(yàn)證.因此，借助非線性有限元［9］模型對橋梁面板進(jìn)行分析，對有可能影響有效薄膜區(qū)域長度的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行分析.這些參數(shù)包括混凝土抗壓強(qiáng)度、混凝土板厚度、鋼筋位置、加載區(qū)的幾何形狀和加載區(qū)的尺寸大小.通過比較分析［9］發(fā)現(xiàn)混凝土強(qiáng)度、鋼筋位置、板的厚度和加載區(qū)幾何形狀并不會對CMA有效區(qū)域有明顯的影響.

研究發(fā)現(xiàn)，這一有效區(qū)域的長度隨著加載區(qū)幾何尺寸(cx和cy)的變化而改變.受cy的影響尤其明顯.有限元的分析結(jié)果表明有效長度隨著cy的增長而等比例地線性增長，由此可以推斷出Φ(見圖4)在cy變化的情況下基本上保持不變.與cy的影響相反，cx的增長卻導(dǎo)致了有效長度的減小直至cx增長到某個特定值，而且Φ隨著cx長度的增加而變大.通過進(jìn)一步的分析可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)cx與橋面板跨度的比值增加到0.4時(shí)，有效薄膜區(qū)域的長度保持不變(見圖6).因此通過曲線回歸建立一個關(guān)于Φ與cx/跨度(cx/跨度 ＜0.4)的函數(shù)關(guān)系，見圖7.

基于以上分析，混凝土橋面板在局部荷載作用下，承受拱推力/薄膜壓力的有效長度可以表示為

在方程(5)中，L為橋梁面板的跨度，rcp為cx與跨度的比值.當(dāng)rcp大于0.4時(shí)，rcp取0.4.從表3中通過方程(4)，(5)的計(jì)算結(jié)果與有限元計(jì)算結(jié)果的比較可以看出，式(5)的長度計(jì)算結(jié)果更為準(zhǔn)確.

圖5 非線性有限元分析中薄膜力的分布

圖6 有效長度與cx/跨度的函數(shù)關(guān)系

圖7 Φ與cx/跨度的函數(shù)關(guān)系

表3 有效薄膜區(qū)域長度理論計(jì)算與非線性有限元計(jì)算結(jié)果的比較

3)承載力計(jì)算方法

本次研究中的混凝土橋面板承載力的計(jì)算法是建立在Taylor等人［19］在2000年為受橫向約束單向混凝土板所設(shè)計(jì)的理論模型的基礎(chǔ)上的，而對上面的有效薄膜長度和約束剛度計(jì)算方程的確立為這一算法的實(shí)現(xiàn)提供了理論基礎(chǔ).在該理論模型中，板結(jié)構(gòu)抗彎切承載力計(jì)算分為兩步——純彎彎矩(Mb)和拱效應(yīng)彎矩(Ma).Mb可以通過傳統(tǒng)的抗彎理論計(jì)算獲得.Ma則通過McDowell等人［20］對砌墻中拱效應(yīng)研究所建立的力學(xué)模型獲得.在McDowell的模型中對Ma抗力的計(jì)算是建立在對結(jié)構(gòu)幾何變形計(jì)算和將應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系假設(shè)為理想彈塑性關(guān)系的基礎(chǔ)上.在該理論模型中，拱推力和Ma將通過兩個參數(shù)R，u來計(jì)算:

R用來衡量結(jié)構(gòu)的彈性變形，u則反映板帶位移.在方程(6)中，εc為混凝土塑性應(yīng)變.Lr為拱效應(yīng)中拱的長度，由于在McDowell的模型中，約束剛度被假設(shè)為無限大(剛性約束)，Lr必須轉(zhuǎn)化為有限約束剛度作用下拱效應(yīng)中拱的長度，Rankin［18］通過將混凝土板簡化成帶有彈性橫向支撐的三鉸拱［21］，取得拱長度的轉(zhuǎn)換公式為

式中A為在有效薄膜區(qū)域內(nèi)混凝土板的截面面積.

因此，基于Rankin的分析結(jié)果［18］，混凝土板中CMA作用下的拱彎矩可以表示為

Taylor［7］研究中將kt分為兩部分.在純彎計(jì)算時(shí)，由于裂縫開展并未充分而假設(shè)支撐處對混凝土板的約束條件為固結(jié).而當(dāng)拱效應(yīng)發(fā)生后，裂縫已經(jīng)開展得比較充分，假設(shè)約束條件為鉸接.因此，對橋梁面板的抗彎承載力計(jì)算公式可用以下方程表示:

kta=8/板跨度;ktb=4/板跨度.

在局部荷載作用下橋梁面板的剪切承載力可以采用由Kirkpatrick［6］提供的理論算法:

μm為臨界截面的周長.

在方程(8)中，配筋率ρe并不是混凝土板中的實(shí)際配筋率.Kirkpatrick將拱效應(yīng)對結(jié)構(gòu)承載力的提高等效于板結(jié)構(gòu)內(nèi)配筋的增加，拱效應(yīng)等效配筋率ρa(bǔ)可以用拱效應(yīng)的彎矩和抗彎彎矩的比值獲得，即

式中ρ指的是橋面板內(nèi)部的真實(shí)配筋率.因此，ρe是ρa(bǔ)與ρ的總和.由于Kirkpatrick所建立的方程是基于Long［2］在1975年的試驗(yàn)成果，而Long試驗(yàn)中所用的鋼筋的平均強(qiáng)度為320 N/mm2，在計(jì)算等效配筋率時(shí)，必須使用混凝土板中鋼筋的真實(shí)屈服強(qiáng)度來校正配筋率計(jì)算.所以，ρe的計(jì)算公式為

當(dāng)加載區(qū)域?yàn)閳A形或橢圓形時(shí)，式(8)中的rf取1，當(dāng)加載區(qū)域?yàn)榫匦位蚍叫螘r(shí)，rf等于1.15，以此來反映方形加載區(qū)域中應(yīng)力集中的影響［6］.

最后根據(jù)對橋面板彎切和剪切承載力的計(jì)算，橋梁面板的極限承載力可以表示為

4)計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果比較

為驗(yàn)證所建立理論模型的準(zhǔn)確性和可靠性，必須采用大量試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷挠?jì)算結(jié)果來校核.在這一部分的研究中，總共采用了67個橋梁模型的極限承載力試驗(yàn)結(jié)果，比較結(jié)果如下:

(試驗(yàn)結(jié)果/理論計(jì)算結(jié)果)平均值=1.09，

(試驗(yàn)結(jié)果/理論計(jì)算結(jié)果)標(biāo)準(zhǔn)方差=0.10，

變異系數(shù)=0.09.

從圖8中可以看出，所推出的理論計(jì)算模型與試驗(yàn)結(jié)果吻合良好.

圖8 理論計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較

4 結(jié)論

1)基于前人對CMA的研究，建立了一套對混凝土橋面板極限承載力的計(jì)算方法.

2)試驗(yàn)結(jié)果表明了混凝土橋面板中壓縮薄膜效應(yīng)的存在.

3)通過對試驗(yàn)結(jié)果的分析可以看出，混凝土的抗壓強(qiáng)度和橫向約束剛度都對混凝土板的極限承載力和壓縮薄膜效應(yīng)有著顯著的影響，而混凝土板配筋率的影響卻沒有那么明顯.

4)目前通用的設(shè)計(jì)規(guī)范如中國規(guī)范、英國規(guī)范、美國規(guī)范和歐洲規(guī)范，都普遍存在嚴(yán)重低估混凝土橋面板承載力的預(yù)測結(jié)果.這是因?yàn)樵谶@些傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法中壓縮薄膜效應(yīng)往往被忽略了.

5)這次研究中所建立的理論模型是基于女王大學(xué)前期所建立的理論算法［7］，通過與舊模型的比較可知，由于在新的模型中對約束剛度和有效薄膜區(qū)域長度計(jì)算方法的改進(jìn)，新建立的理論算法的承載力估算結(jié)果更為準(zhǔn)確可靠.

6)所建立的基于壓縮薄膜效應(yīng)的極限承載力計(jì)算方法，通過與試驗(yàn)結(jié)果的對比發(fā)現(xiàn)計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合良好，所預(yù)測的結(jié)果略微保守.

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