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为综合解决大跨径预应力混凝土(PC)梁桥主跨过度下挠和梁体开裂等难题,并将梁桥跨径提高至400m级,本文在新型超高性能混凝土(UHPC)箱梁桥概念设计的基础上,对其新型UHPC箱梁的相关力学性能进行了研究,主要涉及新体系UHPC箱梁桥的概念设计及初步试验研究,以及新型UHPC箱梁翼缘板承压稳定问题和腹板剪切稳定问题,主要完成了以下工作:(1)提出了一种超大跨径UHPC连续箱梁桥新体系。新体系梁桥将UHPC、密集横隔板薄壁箱梁和部分体外预应力有机结合,变传统三向预应力为纵向单向预应力结构,不仅提升了梁桥跨径,而且可消除传统大跨径PC梁桥的主梁过度下挠和梁体开裂两类病害。UHPC梁的徐变性能和腹板抗剪性能模型试验表明:UHPC梁的徐变变形仅为常规梁的20%,密集横隔板进一步提高了腹板的抗剪能力。新体系UHPC连续箱梁桥采用UHPC材料和薄型结构,可大幅减轻桥梁结构恒载,具有良好的经济性指标,可适用于400m级跨径的连续梁。(2)将柔性横隔板对翼缘板的支撑作用简化为弹性支承,对密集隔板UHPC箱梁受压翼缘板的稳定性进行了理论分析,建立了一种用于多跨弹性支承连续薄板弹性屈曲分析的求解计算方法。分析了跨间弹性支承刚度和布置以及荷载参数对屈曲的影响,结果表明:跨间弹性支承对连续矩形薄板屈曲影响明显,其刚度与连续矩形薄板屈曲系数呈非线性相关;等间距、等刚度布置弹性支承有利于板的稳定性,但弹性支承的刚度或间距差别越大,对板的稳定性越不利。为提高UHPC箱梁翼缘板的受压稳定性,宜等间距、等刚度布置柔性横隔板,同时还可考虑适当提高横隔板刚度。为提高UHPC箱梁底板受压稳定性,同时还应将横隔板与底板之间的夹角值控制在一定范围内。(3)采用有限元法,研究了密集隔板UHPC箱梁翼缘板的受压屈曲问题。计算表明:UHPC箱梁翼缘板的弹性屈曲荷载随着横隔板(弹性支承)刚度的增大而增大,但当其屈曲模态半波数增大至横隔板数量+1时,其屈曲荷载将不再增大。UHPC箱梁底板曲率和横隔板将共同影响其屈曲模态,其屈曲模态的平面外最大位移可能出现在抵抗屈曲相对薄弱的地方(非跨中位置)。试设计方案UHPC箱梁翼缘板的承载力由其受压屈曲控制,UHPC箱梁设计时需重点关注其翼缘板的受压屈曲问题。(4)采用理论分析方法和有限元法,对密集隔板UHPC箱梁腹板的剪切屈曲进行了研究,建立了一种用于四边简支弹性支承连续矩形薄板剪切屈曲分析的求解方法。与有限元法结果对比,验证了本文方法的可靠性。分析表明:弹性支承连续板的剪切屈曲模态介于单跨板(无中间支承)与中间刚性支承连续板之间;设置柔性横隔板可有效提高其腹板剪切屈曲荷载;试设计方案UHPC箱梁腹板承载力由其材料强度控制,因此需重点关注UHPC箱梁腹板的抗剪问题。