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钢-混凝土组合结构是由钢梁和混凝土板通过抗剪连接件组合成整体的结构,具有刚度大、自重轻、易于施工等特点,钢-混凝土组合结构能够充分利用钢材的抗拉性能和混凝土的抗压性能,具有显著的技术经济效应,在现代桥梁建设中得到了广泛的应用。环境腐蚀与荷载作用易导致组合梁关键构件——界面连接件的力学性能退化。目前针对腐蚀与荷载耦合作用下的结构耐久性研究主要对象是混凝土结构或钢结构,没有涉及到界面连接件,鲜见针对腐蚀与荷载耦合作用下钢-混凝土组合结构的长期力学性能研究。连接件作为组合结构的关键构件,其耐久性和力学性能退化将直接影响组合结构的耐久性和使用寿命。因此,有必要开展腐蚀与荷载耦合下连接件的长期力学性能研究,了解其退化规律,反映组合结构的真实受力状态,具有重要的工程应用价值及理论意义。 本文针对目前组合结构的应用及研究现状,采用恒电流加速锈蚀方法,对钢-混凝土组合结构的界面连接件进行不同程度腐蚀的同时对连接件进行长期荷载试验,其主要的研究工作包括: (1)采用室内加速腐蚀方法对混凝土、栓钉等材料试件进行不同程度的腐蚀试验,对不同腐蚀情况下的试件进行材料力学性能试验,得到混凝土、栓钉等材料在腐蚀作用下的力学性能退化模型。 (2)通过专门设计的腐蚀与荷载同时作用的加载装置,对钢-混凝土连接件进行长期施加荷载的条件下,采用恒电流加速锈蚀方法,对连接件栓钉进行锈蚀,研究了长期荷载及栓钉锈蚀对构件力学性能的影响,探究其力学性能退化规律。 (3)对卸载后的钢-混凝土连接件进行极限承载力试验,研究了栓钉连接件极限抗剪承载力、荷载-滑移关系以及混凝土应力-应变关系等力学性能变化规律,通过对比栓钉锈蚀率及长期荷载等影响因素,得到钢-混凝土连接件静力性能劣化机理及退化规律。 (4)通过理论分析、试验对比等方法,建立了腐蚀对混凝土、栓钉力学性能退化影响的计算模型;钢-混凝土组合结构长期弹性模量实用计算方法;考虑腐蚀与荷载耦合作用的栓钉连接件抗剪承载力、荷载-滑移关系等力学性能计算模型。