装配式空心板桥是国内常用的一种桥型,通过现浇铰缝构造或焊接钢板构造将各个独立预制的空心板体横向连接起来。在实际应用中,铰缝是空心板桥的薄弱位置,开裂荷载比空心板体小,且铰缝开裂后迅速延伸至板顶形成通缝,产生“单板受力”现象。为避免铰接空心板桥的铰缝病害,本文对一种新型空心板桥构造——倒T形空心板桥进行受力性能分析,通过足尺模型试验和有限元分析,分析倒T形空心板桥的受力性能和破坏模式,进行倒T形空心板桥的设计计算方法探讨,为新型倒T形空心板桥的推广应用提供依据。主要工作和得到的主要结论有:(1)参照交通部颁发的《公路桥涵标准图》中同类跨径的铰接空心板桥,进行了 8m跨径的钢筋混凝土简支倒T形空心板桥试设计,分别采用装配式梁桥的荷载横向分布和整体现浇板桥的荷载分布宽度进行结构内力计算,并给出了设计详图。(2)在试设计的8m跨径倒T形空心板桥基础上,增设Ω形和L形钢板,选取3片中板进行足尺模型的设计与制作,采用模拟的车辆荷载进行试验加载。试验结果表明,当外荷载为55kN时,3片空心板的跨中截面底部均出现横向裂缝;当外荷载为70kN(1倍公路-Ⅰ级车辆荷载)时,跨中截面底部裂缝宽度最大为0.13mm,小于规范限值0.20mm;当外荷载为370kN时,空心板的挠度急剧增大,受拉钢筋和钢板发生屈服;整个试验加载过程中,各板的挠度变化趋势相似,荷载横向传递能力未下降,说明倒T型空心板桥具有良好的整体性。(3)运用通用有限元软件ABAQUS建立倒T形空心板桥的非线性有限元模型,与试验结果的比较表明,有限元得到的荷载-挠度曲线、荷载-应变曲线和裂缝分布结果与试验结果较吻合,从而验证非线性有限元模型的正确性。通过对倒T形空心板桥薄弱部位破坏模式的分析表明:当外荷载为90kN时裂缝延伸至结合面,随外荷载增大裂缝逐渐向上延伸,但混凝土开裂时结合面的粘结应力均未超过限值,从而说明结合面未破坏;薄弱部位是Ω形钢板上方的受拉区混凝土,当外荷载为90kN时,该处底缘混凝土先于等高度的其余部位混凝土开裂,随外荷载增大,该处混凝土沿竖向开裂,当外荷载为165kN时开裂至中性轴处。(4)通过试验和有限元分析得到倒T形空心板桥的荷载横向分布规律,与铰接板法、刚接板法和比拟正交异性板法(G-M法)的计算结果对比分析得到,G-M法更适用于倒T形空心板桥荷载横向分布计算。同时,建议采用“梁格法”建立杆系有限元模型进行倒T形空心板桥的设计分析计算,并对施工阶段应力验算、预拱度设置、受力薄弱部位验算等给出了具体的设计计算建议。