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在过去几十年中，钢筋或钢材腐蚀而导致钢筋混凝土桥梁面板结构性能退化问题日益突显。目前，通用的有效方法是采用纤维增强聚合物筋材(GFRP)取代钢筋。但是现行GFRP筋混凝土结构设计规范致桥梁面板内的配筋率为1.5%-2.8%，钢筋作为配筋材料的配筋率为1.0%-1.7%，前者远高于后者。已有研究表明，考虑压缩薄膜效应(拱效应)影响，桥梁面板内实际所需配筋量要低于现行规范设计要求。由于混凝土浇筑初期显碱性(PH=13)，如果筋材外表树脂保护层处理不当将有可能导致筋材中的硅元素被破坏，从而破坏GFRP筋材的结构性能。为解决这一问题，本文提出了基于拱效应的GFRP筋材外置锚固于支撑梁上的拱形新型结构桥梁面板。为了研究新型面板的结构性能，本文进行了Ⅰ系列8组足尺寸面板板带试验和Ⅱ系列3组1：3缩小尺寸整体面板实验。Ⅰ系列板带实验考虑了侧向约束刚度、混凝土强度和拱厚对板带结构性能的影响，尤其对板带拱效应和承载力的影响。Ⅱ系列整体面板实验考虑了支撑梁宽度对结构性能影响，尤其是对整体面板拱效应和承载力的影响。本文选用ABAQUS有限元软件对所有实验模型进行模拟计算，在计算结果与试验结果较为吻合基础上进行板带和整体面板有限元模型结构参数分析。通过对试验结果的分析得出：侧向约束刚度、混凝土强度和拱厚对板带实验模型的拱效应和极限承载力有明显的影响；支撑梁宽度对整体面板的结果性能，尤其是拱效应和极限力有较大影响。通过与传统的GFRP筋混凝土桥梁面板对比分析，本文提出的新型桥梁面板的结构性能有明显的优势，承载力提高了50%-60%。通过有限元结构参数分析得出：侧向约束刚度超过之后，对板带模型结构极限承载力不再有影响；混凝土强度、面板厚度、拱效应有效区域筋材约束刚度对整体桥梁面板皆有显著的影响。基于拱效应的GFRP筋材外置锚固于支撑梁上的拱形新型结构桥梁面板，可以有效提高桥梁面板结构性能，降低后期维修成本，对桥梁体系可持续发展有积极的作用。