【摘 要】
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纤维增强复合材料（Fiber-Reinforced-Polymer,简称FRP）是一种新型材料,具有轻质、高强、耐腐蚀的优点,目前已广泛用于实际工程中。FRP-混凝土-钢双壁空心构件是一种新型组合构件。该新型组合结构中,内部填充的混凝土受到FRP外管和钢内管的约束作用,相比未约束混凝土具有更高的受压强度及更好的变形能力;钢管由于同时受到外侧混凝土及FRP管的约束,能有效避免向外屈曲,能充分利用其强
【基金项目】
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国家自然科学基金面上项目（51978281）
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纤维增强复合材料（Fiber-Reinforced-Polymer,简称FRP）是一种新型材料,具有轻质、高强、耐腐蚀的优点,目前已广泛用于实际工程中。FRP-混凝土-钢双壁空心构件是一种新型组合构件。该新型组合结构中,内部填充的混凝土受到FRP外管和钢内管的约束作用,相比未约束混凝土具有更高的受压强度及更好的变形能力;钢管由于同时受到外侧混凝土及FRP管的约束,能有效避免向外屈曲,能充分利用其强度。此外,钢管与FRP管还可以作为浇筑混凝土的模板,可以免除施工过程中的模板费用;FRP管还可以保护钢内管及混凝土不受腐蚀环境影响,特别适用于在有抗震设防要求地区及侵蚀环境中的建设桥梁结构及大跨度结构。然而,目前为止,针对该新型构件的研究主要集中在梁、柱结构方面,对于拱结构的研究非常有限,相关工程应用则至今未见文献报道。在此背景下,本课题展开了以下研究工作:1.试件设计和加载装置设计根据安徽省六安一中扩建项目拟修建的FRP-混凝土-钢双壁空心拱桥,设计并建造了两个足尺拱试件,拱的计算跨径为12.31m,计算矢高为1.175m,采用Ф299×128)8),Q355C钢管;混凝土为C40自密实微膨胀混凝土。同时,通过钢结构规范验算和有限元模拟的方法设计了用于拱加载试验时的自平衡装置:包括支座、底梁和拱脚三个部分。2.施工工艺研究分别研发了现浇式和预制装配式两种施工工艺,并利用两种施工工艺分别完成一个FRP-混凝土-钢双壁空心拱的建造（共二个）;现浇式拱采用先将钢管和FRP管连接成拱后一次性浇筑混凝土的方法建造,预制装配式拱采用逐段建造浇筑混凝土后再连接成拱的方法建造。3.FRP-混凝土-钢双壁空心拱的单点加载力学性能研究并对比两种不同施工工艺建造的FRP-混凝土-钢双壁空心拱的单点加载力学性能,加载方法为跨中单点加载,观察了整个试验过程中的试验现象和破坏模式,得到其荷载-位移曲线、荷载-应变曲线,试件变形发展和试件关键位置的应变（钢与FRP管内）发展规律,对比分析了两种建造方法对FRP-混凝土-钢双壁空心拱桥单点加载力学性能的影响。
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