鋼-混組合結(jié)構(gòu)橋梁作為可實(shí)現(xiàn)可持續(xù)橋梁工程的結(jié)構(gòu)形式之一，有良好的綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益,，日益受橋梁工程界所歡迎,。鋼-混組合結(jié)構(gòu)能充分發(fā)揮混凝土和鋼材各自的材料性能優(yōu)勢(shì)，以其整體受力的合理性,、經(jīng)濟(jì)性,、便于施工等突出優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于結(jié)構(gòu)工程許多領(lǐng)域,。為促進(jìn)我國(guó)橋梁建設(shè)向裝配化,、綠色化及智能化的轉(zhuǎn)型升級(jí)，在中小跨度橋梁中推廣使用鋼-混組合結(jié)構(gòu)面臨機(jī)遇與挑戰(zhàn),。

鋼-混組合結(jié)構(gòu)橋梁2020年度進(jìn)展主要搜集了來(lái)自各大常用數(shù)據(jù)庫(kù)中的英文文獻(xiàn)和中文文獻(xiàn),，其中英文文獻(xiàn)庫(kù)包括：Whiley，Springer,，Elsevier,，ASCE；中文文獻(xiàn)庫(kù)來(lái)源：中國(guó)知網(wǎng),、萬(wàn)方,。英文期刊主要包括：《Engineering structures》，《Thin-Walled Structures》,，《International Jou-rnal of Steel Structures》,，《Construction and  Building Materials》，《Journal of Construction-al Steel Research》,，《Structures》,，《Journa-l of Bridge Engineering》，《Journal of Structur-al Engineering》,，《Advances in Structural Eng-ineering》,，《Composite Structures》，《Inter-national Journal of Steel Structures》，《Advan-ces in Bridge Engineering》等,。中文期刊主要包括《土木工程學(xué)報(bào)》,，《中國(guó)公路學(xué)報(bào)》，《建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào)》,，《橋梁建設(shè)》,，《建筑科學(xué)與工程學(xué)報(bào)》，《工程力學(xué)》,，《鐵道學(xué)報(bào)》,，《土木工程與管理學(xué)報(bào)》，《長(zhǎng)安大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）》,，《浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版)》,，《南京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）》，《公路交通科技》,，《鐵道科學(xué)與工程學(xué)報(bào)》,，《西南交通大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)》等。

為了跟蹤組合結(jié)構(gòu)橋梁研究動(dòng)態(tài),，掌握本領(lǐng)域研究熱點(diǎn)以及發(fā)展趨勢(shì),，西南交通大學(xué)高性能組合橋梁研究團(tuán)隊(duì)基于上述文獻(xiàn)來(lái)源，對(duì)2020年度國(guó)內(nèi)外學(xué)者在鋼-混組合結(jié)構(gòu)橋梁研究領(lǐng)域所取得的進(jìn)展進(jìn)行了扼要的梳理和總結(jié),。鋼-混組合結(jié)構(gòu)橋梁是國(guó)內(nèi)外學(xué)者高度關(guān)注的熱點(diǎn)問題之一,，2020年度發(fā)表的文獻(xiàn)遠(yuǎn)不止所列，歐洲和日本等國(guó)家和地區(qū)學(xué)者所發(fā)表的非英文文獻(xiàn)未列入,，國(guó)內(nèi)學(xué)者發(fā)表的論文也可能存在掛一漏萬(wàn)之處,。

本節(jié)主要搜集整理了2020年度剪力連接件性能研究的相關(guān)文獻(xiàn)，以推出試驗(yàn)和有限元模擬為主要研究手段,，研究對(duì)象為焊接栓釘連接件,，PBL剪力連接件，螺栓連接件,，同時(shí),，還有一些對(duì)常用于橋梁結(jié)構(gòu)中的新型連接件的探索，如用于加固的螺栓抗剪連接件的性能研究以及特殊應(yīng)用場(chǎng)景的剪力滯后抗剪連接件的使用,，此外,，抗剪連接件在新型混凝土材料中的性能研究也受到了很大的關(guān)注。研究性能除基本的抗剪性能外,，研究者們根據(jù)連接件的主要應(yīng)用場(chǎng)景,，對(duì)壓-剪，拉-剪,，以及其他工作環(huán)境,，如腐蝕環(huán)境,，凍融環(huán)境等特殊工作環(huán)境下的使用性能進(jìn)行了研究，其中相關(guān)的靜力性能研究較多,。

1.1 栓釘連接件及其新型連接件

高性能混凝土材料的應(yīng)用在組合結(jié)構(gòu)中已是發(fā)展的大趨勢(shì),，往年對(duì)于連接件在高性能混凝土材料中的抗剪性能已有部分研究，其中主要有UHPC,，使用UHPC的橋面板較薄,，使得栓釘?shù)淖冃翁攸c(diǎn)與嵌入普通混凝土的連接件較為不同。

Tong等^[1]研究了高強(qiáng)度鋼（fy= 690MPa）-UHPC組合梁中栓釘連接件的抗剪性能,，進(jìn)行了6個(gè)推出試件,，分為三組，研究參數(shù)包括直徑和栓釘?shù)牟贾茫▎蝹€(gè)栓釘/栓釘群）,，對(duì)滑移曲線經(jīng)驗(yàn)公式,，破壞模式，群釘效應(yīng)等進(jìn)行了研究,，見圖1?1,。Zhao等^[2]研究了鋼-UHPC組合橋面板性能，提出了一種用于UHPC薄橋面板的短槽鋼連接件,，并通過推出試驗(yàn)和有限元參數(shù)分析來(lái)研究其力學(xué)性能和適用性，見圖1?2,。

圖 1-1 栓釘失效狀態(tài)^[1]

圖 1?2 推出試驗(yàn)?zāi)Ｐ?sup>[2]

林明暢等^[3]通過對(duì)8組試件進(jìn)行推出試驗(yàn),，對(duì)帶環(huán)氧膠層的鋼-UHPC栓釘剪力連接件(如圖1-3所示)的極限承載狀態(tài)進(jìn)行研究。邵旭東等^[4]提出一種新型剪力連接件-短鋼筋連接件(如圖1-4所示),，并對(duì)其開展了靜力推出試驗(yàn)和疲勞推出試驗(yàn),。

圖 1?3新型膠栓剪力連接件示意圖^[3]

圖 1-4短鋼筋連接件示意圖^[4]

不同于以往進(jìn)行的推出試驗(yàn)，研究者們?cè)絹?lái)越關(guān)注剪力件在實(shí)際使用受力狀態(tài)下的力學(xué)行為以使研究目標(biāo)更為精細(xì),，依據(jù)不同的使用特點(diǎn)研究它與一般抗剪性能的區(qū)別,，如拉-剪使用環(huán)境下性能，存在剪力滯后效應(yīng)的連接件性能,，低溫條件下栓釘性能,，以及其他劣化條件下性能的研究。

劉永健等^[5]通過有限元分析法研究了車輪荷載下加勁肋與橫梁形式對(duì)雙工字鋼組合梁栓釘剪力鍵的拉拔應(yīng)力的影響,，如圖1-5所示,。安然等^[6]針對(duì)栓釘連接件在拉剪復(fù)合作用下栓釘剪力鍵的承載能力及其計(jì)算公式進(jìn)行研究，并通過理論分析推導(dǎo)出拉剪復(fù)合作用下栓釘剪力件極限承載能力的計(jì)算模型,，如圖1-6所示,。

圖 1-5最大拉拔應(yīng)力隨k₁趨勢(shì)^[5]

圖 1-6拉剪復(fù)合作用下栓釘剪力鍵的計(jì)算模型^[6]

Deng等^[7]采用凝膠覆蓋的剪力釘作為鋼混結(jié)合裝置，對(duì)三組梁柱節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了動(dòng)力試驗(yàn),，見圖1-7,。Xu等^[8]對(duì)9個(gè)不同橡膠套高度的栓釘連接件,，進(jìn)行疲勞推出試驗(yàn),，研究了套橡膠管的栓釘連接件的剪切疲勞性能,，建立了套橡膠管栓釘連接件的靜力滑移公式和疲勞S-N曲線，見圖1-8,。Zhuang等^[9]研究了索塔錨固區(qū)鋼-混凝土組合界面中套橡膠管的剪力連接件（RSS）抗剪機(jī)理,，進(jìn)行了節(jié)段模型試驗(yàn)和有限元（FE）模擬，分析了不同RSS配置下的連接件,，鋼-混相對(duì)滑移和混凝土塔應(yīng)力,，見圖1-9。

圖 1-7 凝膠覆蓋的栓釘連接件^[7]

圖 1-8 帶橡膠套的栓釘破壞形態(tài) ^[8]

圖 1-9 斜拉橋橋塔中帶橡膠套的栓釘連接件^[9]

黃彩萍等^[10]針對(duì)橡膠-剪力釘群釘連接件開展推出試驗(yàn),，探究其對(duì)改善群釘剪力件受力不均勻性的效果,。謝宜琨等^[11]對(duì)低溫環(huán)境下栓釘連接件的破壞形態(tài),、荷載-位移曲線、抗剪承載力和抗剪剛度進(jìn)行研究,，低溫保溫裝置見圖1-10,，破壞形態(tài)見圖1-11。

圖 1?10 低溫保溫裝置^[11]

圖 1?11 常溫與低溫時(shí)間混凝土破壞對(duì)比^[11]

汪勁豐等^[12]通過24個(gè)栓釘連接件推出試驗(yàn)研究了栓釘長(zhǎng)度對(duì)其抗剪承載能力的影響(見圖1?12),，結(jié)合其他學(xué)者的栓釘連接件推出試驗(yàn)結(jié)果擬合出了考慮栓釘高度的栓釘承載能力計(jì)算公式,。劉雙等^[13]依托一座六塔鋼-混凝土組合梁矮塔斜拉橋?qū)ΜF(xiàn)澆橋面板的鋼-混組合梁界面栓釘參數(shù)進(jìn)行敏感性分析。

（a）橫橋向剪力                           （b）縱橋向剪力

圖 1?12收縮作用下不同間距剪力釘受力情況^[13]

1.2 PBL剪力連接件與鋼-混接頭連接

Zhan^[14]考慮了PBL連接件,，栓釘連接件在有外部壓力下推出試驗(yàn)的性能,，以模擬如塔柱內(nèi)，有長(zhǎng)期較大側(cè)向壓力時(shí),，連接件的性能問題,，推出試驗(yàn)?zāi)Ｐ鸵妶D1?13。Liu等^[15]研究了PBL的平面外剪切行為,，以應(yīng)對(duì)截面橫向彎曲的情況,，受力路徑見圖1?14。

圖 1?13 壓剪推出試驗(yàn)?zāi)Ｐ?sup>[^14]

圖 1?14 PBL連接件面外受力路徑^[15]

Németh等^[16]對(duì)波形鋼腹板與混凝土板之間的混凝土榫剪力鍵做了推出試驗(yàn),。通過在波形腹板的平板板段挖孔,，再放入橫向鋼筋的方式形成混凝土榫剪力鍵，破壞模式如圖1?15所示,。

（a）單純插入式                        （b）帶有混凝土榫

圖 1?15  單純插入式構(gòu)件和帶有混凝土榫剪力鍵構(gòu)件的破壞模式

He等^[17]研究了有無(wú)鋼槽約束下的PBL連接件(見圖1?16)性能,，以模擬真實(shí)的斜拉橋鋼-混混合段接頭處的受力傳遞模型，探究了栓釘與PBL多種連接件共同存在時(shí)的受剪模式,。Zou^[18]著重分析了受力傳遞與破壞模式,，以及鋼-混摩擦力的影響，見圖1?17,。

圖 1?16 有無(wú)槽鋼約束的PBL連接件^[17]

圖 1?17 混合段接頭^[18]

1.3 螺栓連接件

螺栓連接件相較于普通的焊接栓釘連接件,，有易操作施工，快捷等優(yōu)點(diǎn),，對(duì)于其作為抗剪連接件的性能也是廣受關(guān)注,，在橋梁加固和快速施工方面以往已有一些實(shí)際的研究成果，但抗剪性能仍需進(jìn)一步細(xì)化探究。Yang等^[19]試驗(yàn)了十個(gè)螺栓抗剪連接件的推出試件,，并研究了多螺栓抗剪連接件的布置形式,，螺栓的間距以及對(duì)鋼筋混凝土板的加固措施下連接件的剪切強(qiáng)度。Hosseini等^[20]通過靜載試驗(yàn)研究了螺栓剪力連接件的剛度,，極限強(qiáng)度和延性,，通過高周疲勞試驗(yàn)，得出螺栓剪力連接件的S-N曲線,，確定了這種剪力連接件的失效模式,，認(rèn)為螺栓連接器具有替代傳統(tǒng)焊接螺柱的優(yōu)勢(shì)。Li等^[21]研究了高強(qiáng)螺栓連接件（見圖1?18）在腹板開孔的組合梁中的性能,，試驗(yàn)了六個(gè)帶腹板開口的高強(qiáng)度螺栓連接的組合梁（三個(gè)帶有節(jié)段混凝土板的試樣,，三個(gè)帶有整體混凝土板的試樣），對(duì)失效模式,，組合剛度,，開口附近應(yīng)變分布，螺栓公差等影響進(jìn)行了分析,。

圖 1?18高強(qiáng)螺栓連接件^[21]

1.4 連接件耐久性能與退化性能

趙根田等^[22]通過試驗(yàn)?zāi)M和數(shù)值模擬,，研究了低周往復(fù)荷載作用下群釘連接件的栓釘直徑、混凝土強(qiáng)度和加載方式對(duì)群釘剪力連接件抗剪承載能力的影響,，試件剛度退化曲線見圖1?19,。

圖 1?19 剛度退化曲線^[22]

榮學(xué)亮等^[23]基于考慮構(gòu)件初始缺陷影響的斷裂力學(xué)方法對(duì)受反復(fù)剪力作用的栓釘連接件的極限承載能力退化程度進(jìn)行研究，建立栓釘連接件疲勞壽命分析模型,，并通過試驗(yàn)確定了模型中的未知參數(shù),，提出了栓釘剩余承載能力與等幅循環(huán)荷載加載次數(shù)之間的計(jì)算方法，見圖1?20,。

(a)栓釘直徑影響    (b)初始缺陷率影響    (c)剪應(yīng)力幅值影響

圖 1?20極限承載能力隨循環(huán)荷載的變化規(guī)律^[23]

張建東等^[24]利用外加電流對(duì)間斷式開孔板PBL連接件進(jìn)行快速銹蝕處理(如圖1?21),，并對(duì)銹蝕處理后的連接件進(jìn)行推出試驗(yàn)，探究銹蝕對(duì)其抗剪性能影響,。

圖 1?21 加速銹蝕電路圖^[24]

本節(jié)主要匯總2020年對(duì)組合梁橋的相關(guān)研究文獻(xiàn),，主要指組合梁式橋的相關(guān)研究，其中分類了7個(gè)部分,，1）組合梁理論模型建立,，主要指有限元理論的應(yīng)用，以及自編程序的建立用于計(jì)算組合梁橋的力學(xué)特性,；2）組合梁組合效應(yīng)與空間受力行為研究,，主要包括，組合梁彎曲性能,，抗彎承載力,，彎扭，彎剪,，彎-扭-剪等空間力學(xué)行為,，其中組合梁有，組合板梁,，波形鋼腹板組合箱梁,，鋼管混凝土桁架梁等梁式橋；3）組合梁負(fù)彎矩區(qū)性能研究,，包括了負(fù)彎矩區(qū)裂縫控制與負(fù)彎矩區(qū)組合梁剛度研究,；4）組合梁動(dòng)力特性研究，研究了考慮連接件柔性特性時(shí),，組合梁的動(dòng)力特性,；5）組合梁劣化性能與檢測(cè)加固研究，包括疲勞,，腐蝕,，高溫等特殊環(huán)境下結(jié)構(gòu)的退化性能，以及結(jié)構(gòu)損傷后檢測(cè)的相關(guān)研究,；6）組合梁施工方法研究,；7）組合梁常用構(gòu)件性能研究，其中包括對(duì)波形鋼腹板的抗剪,、疲勞特性研究,，以及鋼管混凝土節(jié)點(diǎn)的疲勞特性研究。

2.1 組合梁理論模型研究

為避免復(fù)雜的三維建模,，研究者們通過提出不同的組合梁?jiǎn)卧Ｐ?，利用不同的靜力分析方法，以達(dá)到高效率的求解,，也有研究者通過現(xiàn)有的有限元軟件,，進(jìn)一步簡(jiǎn)化建模程序，達(dá)到求解的目的,，求解組合梁的長(zhǎng),、短期組合性能。

Das等^[25],，考慮粘結(jié)滑移和軸彎剪共同作用,，提出了一種新的組合梁?jiǎn)卧ㄟ^對(duì)材料實(shí)施耦合多軸本構(gòu)關(guān)系以及新的穩(wěn)定性準(zhǔn)則,，將Ayoub和Filippou（2000）的雙場(chǎng)混合變分原則擴(kuò)展到考慮復(fù)合材料構(gòu)件剪切問題中,。Uddin等^[26]采用高階梁理論（HBT）建立一維有限元模型，以預(yù)測(cè)鋼-混凝土組合梁的可靠響應(yīng),。剪力連接件被理想化為連接鋼梁與混凝土板連接的界面分布彈簧,，HBT在沿梁高度方向上提供了剪切應(yīng)力的真實(shí)拋物線變化。Henriques等^[27]建立了基于廣義梁理論（GBT）的時(shí)變有限元模型，考慮了混凝土徐變和截面變形（剪力滯和扭轉(zhuǎn)）的影響,，徐變的影響通過線性粘彈性定律和徐變函數(shù)的Dirichlet級(jí)數(shù)逼近進(jìn)行建模,，裂縫模型遵循標(biāo)準(zhǔn)的固定彌散型裂縫方法。Zhu等^[28]建立了每個(gè)節(jié)點(diǎn)具有11個(gè)自由度的曲線結(jié)合梁的理論模型,，見圖2?1,。自由度包括鋼與混凝土之間的縱向位移，橫向位移,，撓度,，扭轉(zhuǎn)角，翹曲角和雙軸滑移,。Lin等^[29]提出了一種基于配點(diǎn)法的組合梁靜力分析方法,，與解析法中復(fù)雜的微分方程推導(dǎo)不同，控制方程的解首先假定為具有待定系數(shù)的Fourier級(jí)數(shù),，然后通過滿足控制方程和配置點(diǎn)處的邊界條件來(lái)確定系數(shù),，這些配置點(diǎn)沿梁的跨度均勻分布，建立無(wú)需進(jìn)一步空間離散的梁模型,。Feng等^[30]綜合考慮波形鋼腹板箱型組合梁（CBBCW）的特性,，包括剪切滯后，界面滑移,，剪切變形等因素,，基于Hamilton原理，開發(fā)了一種用于計(jì)算CBBCW固有頻率的改進(jìn)分析方法（IMA）,。Lin等^[31]使用考慮了粘結(jié)和摩擦的多折線模式內(nèi)聚區(qū)模型來(lái)描述,，鋼-混結(jié)合界面的切線滑移和法向裂紋，通過ABAQUS中的用戶定義的單元子程序UEL實(shí)現(xiàn)了零厚度的粘合單元,，并使用該方法對(duì)兩跨連續(xù)箱形梁進(jìn)行了數(shù)值模擬分析,。Silva等^[32]使用順序線性規(guī)劃算法優(yōu)化了具有部分相互作用的鋼-混凝土組合梁的有限元模型。Ji等^[33]通過等效剛度原則,，將組合梁的波形鋼腹板等效為正交異性板（如圖2?2所示）,，推導(dǎo)了等效后鋼板的彈性模量和剪切模量，通過試驗(yàn)和有限元結(jié)果的對(duì)比,，驗(yàn)證了等效的可行性,。

圖 2?1 改進(jìn)的有限元模型 ^[28]

圖 2?2將波形腹板等效為正交異性板^[33]

2.2 組合效應(yīng)與空間受力行為研究

組合結(jié)構(gòu)梁由鋼-連接件-混凝土組合而成，其受力形式除受到鋼,，混凝土自身截面,、材料特性外，剪力連接件的配置,，滑移等使得組合梁的特性與其他結(jié)構(gòu)顯得不同,，需要研究者們不僅對(duì)組合梁的整體空間性能研究,，還要對(duì)梁式結(jié)構(gòu)中參與受力的剪力釘性能進(jìn)行研究。

組合梁的抗彎性能一直是研究者們關(guān)注的重點(diǎn),，與實(shí)際的工程需求息息相關(guān),，研究者們對(duì)不同的荷載類型，梁結(jié)構(gòu)和截面尺寸,，剪力件配置，剪力件連接種類等各種參變量下的組合梁抗彎性能進(jìn)行研究,。Kalibhat等^[34]提出了一個(gè)簡(jiǎn)化的數(shù)值計(jì)算模型對(duì)鋼混組合梁（SCC）梁進(jìn)行建模,，進(jìn)行了參數(shù)化研究，考慮了剪力連接度,，跨度,，載荷類型，栓釘連接件的分布,，鋼梁的幾何形狀,，鋼的屈服強(qiáng)度和混凝土等級(jí)。Hillhouse等^[35]考慮了集束和均布兩種剪力釘布置形式與不同摩擦結(jié)合面（見圖2?3）,，對(duì)組合梁進(jìn)行疲勞試驗(yàn),。采用壓力應(yīng)變片（PMS40），對(duì)剪力釘-混凝土之間的壓力規(guī)律進(jìn)行測(cè)量,，從而得到剪力釘承受剪力的大小,。Razzaq[36]通過三維有限元建模，確定了靜載荷作用下簡(jiǎn)支斜交復(fù)合工字梁的彎矩和剪力分布系數(shù),，針對(duì)梁彎矩和剪力分布因子開發(fā)了兩組經(jīng)驗(yàn)表達(dá)式,，與CHBDC（Commentary of the Canadian Highway Bridge Design Code）設(shè)計(jì)指南進(jìn)行了比較。Zhang等^[37]進(jìn)行了梁試驗(yàn)和推出試驗(yàn),，以研究橫向鋼筋配筋率,，抗剪連接度，縱向單排和雙排栓釘以及栓釘直徑對(duì)組合梁的縱向剪切性能和破壞形態(tài)的影響,。李楊等^[38]對(duì)2個(gè)兩跨連續(xù)鋼-混組合梁進(jìn)行靜力加載試驗(yàn)研究鋼-混凝土雙面組合梁的基本性能,，加載試驗(yàn)如圖2?4所示。

圖 2?3集束和均布兩種剪力釘布置^[35]

圖 2?4試件安裝,、加載示意圖^[38]

在考慮連接件縱向抗剪對(duì)結(jié)構(gòu)性能的作用時(shí),，當(dāng)采用柔性連接件，研究者們也關(guān)注了組合梁的橫向受力行為,。Zhu等^[39]研究了考慮受壓薄膜效應(yīng)的組合箱梁中橋面板的橫向性能,，提出了一種計(jì)算不同邊界條件下板承載能力的新方法，橋面板構(gòu)造如圖2?5所示,。Kong等^[40]使用剛性梁法（RJG）,，評(píng)估AASHTO公式,，以獲得多箱室組合梁的彎矩分配系數(shù)（LDF），通過兩次現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)驗(yàn)證,。通過參數(shù)分析,，提出了一種由粗略和精細(xì)計(jì)算組成的遍歷算法來(lái)獲得橋梁的LDF。Xiang等^[41]在本文中,，對(duì)已有的雙工字鋼梁橋梁進(jìn)行了有限元分析,，以研究其混凝土板在外部荷載下的橫向彎矩分布，見圖2?6,。提出了一種基于框架模型的橫向矩分布系數(shù)的簡(jiǎn)化預(yù)測(cè)方法,，還通過參數(shù)分析研究了幾何參數(shù)和混凝土板開裂對(duì)橫向彎矩分布系數(shù)的影響。

圖 2?5 具有受壓薄膜效應(yīng)的組合箱梁橋面板^[39]

圖 2?6 橫向彎矩分布^[41]

李立峰等^[42]通過建立一座40m跨徑組合橋梁的有限元模型對(duì)榀內(nèi)橫向聯(lián)結(jié)密布,、榀間橫向聯(lián)結(jié)的不等橫向聯(lián)結(jié)系鋼-混組合梁橋的荷載橫向分布效應(yīng)展開研究,，著重分析了不同橋面板厚度下橫向聯(lián)結(jié)數(shù)量對(duì)荷載橫向分布的影響規(guī)律。閆林君等^[43]采用杠桿原理法,、剛性橫梁法,、修正剛性橫梁法、鉸接梁法和有限元法等多種方法對(duì)14.18m寬,、不同跨徑,、不同主梁數(shù)及不同主梁高度的6種鋼-混組合梁橋的荷載橫向分布系數(shù)進(jìn)行計(jì)算比較，探究裝配式多主梁鋼-混組合梁橋的荷載橫向分布規(guī)律,。

對(duì)于引入新材料,，尤其是高強(qiáng)鋼，高性能混凝土,，結(jié)構(gòu)的剛度,，破壞形式，理論極限狀態(tài),，承載力等性能優(yōu)化的研究,，以及與傳統(tǒng)普通混凝土之間的對(duì)比也是研究的熱點(diǎn)。Zhu等^[44]本文對(duì)兩種不同類型的混凝土（鋼纖維混凝土,，SFRC,；工程水泥基復(fù)合材料，ECC）和剪力連接件（抗剪栓釘,；抗拔不抗剪連接件,，URSP）的曲線組合箱梁進(jìn)行了靜載荷試驗(yàn)，建立了詳細(xì)的有限元模型,，以預(yù)測(cè)整體載荷-位移關(guān)系和應(yīng)變結(jié)果,，試驗(yàn)構(gòu)件見圖2?7。Liu等^[45]通過試驗(yàn)和有限元數(shù)值計(jì)算研究了三種組合梁的性能,，其中包括鋼-鋼筋混凝土組合（S-RC）,，鋼-超高性能混凝土組合（S-UHPC）,，鋼-鋼筋混凝土-超高性能混凝土組合（S-RC-UHPC）。Haber^[46]對(duì)使用UHPC的兩個(gè)創(chuàng)新的預(yù)制橋面板-梁連接細(xì)節(jié)（見圖2?8）的性能進(jìn)行了試驗(yàn)研究,，變量包括空腔的幾何形狀,，栓釘配置，定位銷配置和定位銷長(zhǎng)度,。Hu等^[47]通過試驗(yàn)和數(shù)值方法研究了鋼-UHPC組合梁中集束式栓釘?shù)募羟刑匦院土旱目箯澬阅?。結(jié)果表明：鋼-UHPC組合梁的屈服荷載，極限荷載和彈性剛度分別比鋼-NC組合梁提高了4.6％,，11.3％和10.8％,。

圖 2?7 栓釘連接件和URSP ^[44]

圖 2?8預(yù)制橋面板-梁連接細(xì)節(jié)^[46]

馬印平等^[48]對(duì)鋼管混凝土組合桁梁的受彎性能進(jìn)行研究，給出了在單點(diǎn)荷載及雙點(diǎn)對(duì)稱荷載下簡(jiǎn)支組合桁梁各構(gòu)件的效率系數(shù),，在此基礎(chǔ)上推導(dǎo)出組合桁梁的破壞模式判定方法和受彎承載力的計(jì)算方法,，并對(duì)此方法的精確性進(jìn)行了檢驗(yàn),。

除了抗彎性能,，對(duì)于組合梁的其他空間受力行為，包括非對(duì)稱彎曲,，扭轉(zhuǎn),，彎扭，彎剪扭組合,，不同的荷載模式,，鋼筋配置，剪力連接度設(shè)置等,，研究者們對(duì)其破壞形態(tài),、傳力機(jī)理等也進(jìn)行了研究。

Lin等^[49]對(duì)鋼-混凝土組合雙工字鋼梁橋進(jìn)行了靜載試驗(yàn),，加載試驗(yàn)采用對(duì)稱加載和非對(duì)稱加載兩種加載條件,，見圖2?9。Rossi等^[50]研究了鋼-混凝土組合梁的橫向屈曲（LDB）承載力,。Suzuki等^[51]對(duì)工字鋼鋼混結(jié)合梁（見圖2?10）同時(shí)受彎扭作用時(shí)的受力性能進(jìn)行了試驗(yàn)研究,，研究了極限旋轉(zhuǎn)強(qiáng)度、旋轉(zhuǎn)剛度和極限剪切強(qiáng)度,。

圖 2?9對(duì)稱加載和非對(duì)稱加加載條件^[49]

圖 2?10受彎扭鋼混梁^[51]

Soto等^[52]研究了箱型組合梁承受彎-剪-扭復(fù)合作用下的性能,，試驗(yàn)觀察到，混凝土中的應(yīng)變低于Navier-Bernouilli平面應(yīng)變假設(shè)所預(yù)期的應(yīng)變,；著重地分析了混凝土板在抗剪,，抗扭中的作用，采用組合截面廣義Cardiff模型確定了更精確的極限抗剪承載能力,，構(gòu)件截面如圖2?11所示,。Zhu等^[53,54]對(duì)如圖2?12所示的6個(gè)華夫板的組合梁（SUCBWS）進(jìn)行了試驗(yàn)和有限元分析,，研究了SUCBWS的剪彎受力機(jī)理，研究參數(shù)包括：鋼材強(qiáng)度,，肋高與華夫板厚度比,，橫向配筋率以及肋的布置，提出了SUCBWS抗彎承載力的計(jì)算方法,；研究了組合梁的典型撓曲和剪切模式和極限行為,。

圖 2?11 one cross section of tests^[52]

圖 2?12 steel-UHPC bridge^[53,54]

上述研究的主體結(jié)構(gòu)多以工字鋼組合梁為主，且連接件多為栓釘連接件,，對(duì)于其他組合梁,，如帶有波形鋼腹板的組合箱梁，鋼管混凝土翼緣組合梁等,，以及其他連接件的梁式試驗(yàn)研究,，研究相對(duì)較少。Cong等^[55]研究了變截面波形鋼腹板組合箱型梁（CBGCSW）在彈性階段的剪力滯效應(yīng),，提出了一種理論計(jì)算方法,，改進(jìn)鋼筋模擬方法，評(píng)估了鋼筋數(shù)量對(duì)改進(jìn)的鋼筋模擬方法的計(jì)算精度的影響,?；谒岢龅睦碚摲椒ǎ瑢?duì)CBGCSW與相應(yīng)的混凝土箱形梁的剪力滯效應(yīng)進(jìn)行了比較,，并得出了寬跨比,，梁高比，梁高變化曲線等各種參數(shù)的影響,。Chen等^[56]通過試驗(yàn),，數(shù)值分析研究了帶有波形板和下桁梁連接的頂板混凝土底板鋼管混凝土組合箱形梁（如圖2?13所示）的抗彎性能。Zhang等^[57]對(duì)頂板為混凝土板,，底板為平鋼板,，腹板為波形鋼板的組合梁的扭轉(zhuǎn)力學(xué)行為進(jìn)行了試驗(yàn)研究。Ar?ko?lu等^[58]提出了一種鋼-混凝土組合系統(tǒng)（見圖2?14）,，使用槽鋼剪力連接件結(jié)合混凝土面板和I型鋼,，關(guān)注了直剪切試驗(yàn)以確定連接件的抗剪能力，并對(duì)結(jié)合梁進(jìn)行試驗(yàn),，認(rèn)為實(shí)際使用中,，面板可以由采用縱向和橫向接頭的多個(gè)塊形成。并用接縫連接,。Suwaed等^[59]研究了帶有抗摩擦的螺栓剪力連接件（FBSC）組合梁性能,，對(duì)9.0m長(zhǎng)的預(yù)制鋼混凝土組合梁進(jìn)行了帶有六個(gè)循環(huán)荷載的四點(diǎn)彎曲試驗(yàn)，與焊接螺栓剪力釘不同,，F(xiàn)BSC可以快速提供剛度,，測(cè)量了撓度,，滑移，等結(jié)果,，同時(shí)還有包括失效模式,，有效寬度，裂紋拓展等其他研究結(jié)論,。

圖 2?13鋼管混凝土組合箱形梁^[56]

圖 2?14 Composite system^[58]

2.3 組合梁負(fù)彎矩區(qū)性能研究

組合梁的負(fù)彎矩區(qū)性能一直是研究熱點(diǎn),，負(fù)彎矩區(qū)混凝土容易開裂，對(duì)于裂后的剛度退化以及耐久性問題,，研究者們做了很多工作,，以探究不同參數(shù)下，如剪力連接件形式,，連接件分布,，配筋等，組合梁的初始開裂荷載,，裂縫拓展模式,，負(fù)彎矩區(qū)性能優(yōu)化等。

其中最直接的方法就是使用高性能混凝土材料改善混凝土板的開裂性能從而提高抗裂性能,。Zhu等^[60]對(duì)UHPC-鋼組合梁進(jìn)行了負(fù)彎矩彎曲試驗(yàn)研究,，對(duì)比了不同的負(fù)彎矩區(qū)接頭配置,。劉新華等^[61]用超高性能混凝土代替?zhèn)鹘y(tǒng)普通混凝土來(lái)解決鋼-混組合梁負(fù)彎矩區(qū)混凝土橋面板開裂問題，提出了建議的UHPC裂縫計(jì)算公式，給出了建議的混凝土接口形式和縱向鋪設(shè)長(zhǎng)度,。Qi等^[62]研究了鋼-鋼纖維混凝土（UHPFRC）組合梁,，并于普通組合梁進(jìn)行了比較。Zhang等^[63]研究了負(fù)彎矩下采用螺栓（SU-B）和栓釘（SU-S）兩種連接件的鋼-UHPC組合梁的抗裂性,，彎曲性能和變形特性,，對(duì)結(jié)構(gòu)的破壞形態(tài)，裂紋發(fā)展,，曲率變化等進(jìn)行了詳盡的分析,，試件破壞形態(tài)見圖2?15。

圖 2?15 組合梁破壞形態(tài)^[63]

Fan等^[64]對(duì)應(yīng)用工程水泥基復(fù)合材料（ECC）的鋼-混組合梁負(fù)彎矩區(qū)性能進(jìn)行了研究,。對(duì)具有不同混凝土板材料和配筋率的三根梁,，進(jìn)行了彎曲試驗(yàn)，建立了一個(gè)實(shí)用的四參數(shù)纖維連接模型來(lái)描述不同ECC材料的應(yīng)變硬化行為,。

在其他方面如精細(xì)化計(jì)算模式,，優(yōu)化結(jié)構(gòu)形式，優(yōu)化計(jì)算程序等,，Zhou等^[65]通過試驗(yàn)和數(shù)值分析,，研究了組合梁負(fù)彎矩作用下的豎向抗剪性能,。Kalibhat等^[66]提出了一種簡(jiǎn)化的數(shù)值程序來(lái)研究連續(xù)鋼混組合梁（SCC）的整體性能。段樹金等^[67]通過試驗(yàn)梁的反向加載試驗(yàn)對(duì)鋼-混凝土組合與疊合梁（CLB）的受彎性能進(jìn)行研究,，并將其與鋼-混凝土雙面組合梁（DCB）進(jìn)行對(duì)比,，兩種組合梁截面構(gòu)造見圖2?16，頂板開裂情況見圖2?17,。

圖 2?16  CLB和DCB的截面構(gòu)造^[67]

圖 2?17混凝土頂板裂縫分布^[67]

莫時(shí)旭等^[68]通過分析受載狀態(tài)下填充式窄幅鋼-混組合梁裂縫分布,、發(fā)育過程和寬度等特征研究了配筋率、抗剪連接度和鋼箱梁混凝土填充形式對(duì)鋼-混組合梁抗裂能力及裂縫開展?fàn)顩r的影響,。Wang等^[69]討論了裝配整體式預(yù)應(yīng)力混凝土組合梁（AMS-PCCB）在負(fù)彎矩下的性能,。研究了預(yù)應(yīng)力，混凝土橋面寬度,，抗剪連接件類型和橋面加工工藝對(duì)AMS-PCCB抗負(fù)彎矩承載力的影響,，見圖2?18。

圖 2?18 兩種栓釘連接件^[69]

2.4 組合梁動(dòng)力特性研究

組合梁的動(dòng)力特性一方面影響著行車的舒適性,，一方面影響著結(jié)構(gòu)的安全性,，當(dāng)各方向產(chǎn)生較大振動(dòng)時(shí)，不僅影響行車安全,，同時(shí),，沖擊系數(shù)過大可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的應(yīng)力水平，位移水平超出預(yù)期,。動(dòng)力特性受界面剛度,，結(jié)構(gòu)與材料特性，移動(dòng)荷載自身等多種因素影響,。

Zhu等^[70]提出了考慮滑移和剪力滯的車-鋼-混凝土組合橋耦合系統(tǒng)的有限元數(shù)值模型,，見圖2?19。研究了滑移和剪力滯對(duì)鋼-混凝土組合橋梁系統(tǒng)動(dòng)力響應(yīng)的影響,，并與既有結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證,。嚴(yán)戰(zhàn)友等^[71]基于建立的兩跨鋼-混組合連續(xù)梁橋的有限元模型，通過改變移動(dòng)荷載的速度,、載重,、跨數(shù)、軸數(shù)和剪力釘位置等參數(shù),，分析不同工況下兩跨鋼-混組合連續(xù)梁鋪裝層的撓度,、應(yīng)力和沖擊系數(shù)等相應(yīng)。Zhang等^[72]研究了具有大U肋的鋼–UHPC組合橋面板的動(dòng)力特性,，利用橡膠錘的沖擊對(duì)模態(tài)參數(shù)進(jìn)行了評(píng)估,；對(duì)比了傳統(tǒng)的正交異性鋼板和鋼-混凝土組合橋面板，三者的動(dòng)力特性；關(guān)注了板中的振動(dòng)傳遞特性,，提出了兩種減少振動(dòng)的對(duì)策,，并驗(yàn)證。Abramowicz^[73]開發(fā)了復(fù)合梁空間剛性模型用于確定基本動(dòng)力特性：自然振動(dòng)的頻率,，自然振動(dòng)模式和頻率響應(yīng)函數(shù),，采用已開發(fā)的識(shí)別算法可用于估算模型的剛度參數(shù)，包括連接剛度,，混凝土的彈性,，確定性參數(shù)可用于模型，數(shù)值分析與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比見圖2?20,。項(xiàng)貽強(qiáng)等^[74]為了探究體外預(yù)應(yīng)力束對(duì)鋼-混組合小箱梁自振頻率的影響,，基于Timoshenko梁理論，考慮群釘受力機(jī)理,，推導(dǎo)了單折線型布筋,、雙折線型布筋和直線布筋三種情況下鋼-混組合單箱梁結(jié)構(gòu)的自振特性計(jì)算公式，并進(jìn)行了有限元驗(yàn)證,，進(jìn)一步分析了預(yù)應(yīng)力大小和預(yù)應(yīng)力束位置對(duì)其自振頻率的影響,。

圖2?19 車橋模型^[70]

圖2?20 數(shù)值分析與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比^[73]

2.5 組合梁劣化性能與檢測(cè)加固研究

組合梁的劣化性能表現(xiàn)在服役階段剛度退化，承載能力下降等幾個(gè)方面,，主要使用環(huán)境有疲勞,，腐蝕，高低溫,，凍融,，日照等劣化環(huán)境，盡管現(xiàn)在研究者們和設(shè)計(jì)者們多關(guān)注結(jié)構(gòu)的全壽命周期性能,，但是由于結(jié)構(gòu)部件退化的隨機(jī)性,，多耦合作用下試驗(yàn)難實(shí)現(xiàn)等因素,，相關(guān)研究較少,。

Pham等^[75]研究了不同受損形態(tài)的雙鋼箱梁橋（見圖2?21）在集中荷載作用下（輕載、重載,、循環(huán)荷載）的冗余承載力,。項(xiàng)貽強(qiáng)等^[76]引入考慮栓釘初始缺陷的基于斷裂力學(xué)的承載力退化模型及經(jīng)典鋼梁、混凝土板承載力退化模型,，結(jié)合考慮不同疲勞荷載后退化為非完全抗剪結(jié)構(gòu)的剩余極限承載力計(jì)算模型,，提出了常幅疲勞荷載下組合梁剩余承載能力預(yù)測(cè)方法，并通過5組試驗(yàn)梁數(shù)據(jù)驗(yàn)證了此方法的準(zhǔn)確性,，組合梁剩余承載力計(jì)算流程見圖2?22,。

圖 2?21 雙箱組合梁^[75]

圖 2?22組合梁剩余承載力計(jì)算流程^[76]

Han等^[77]通過建立平衡方程考慮分段澆筑連續(xù)組合梁的長(zhǎng)期徐變效應(yīng)，采用齡期調(diào)整的有效模量法的代數(shù)方程對(duì)徐變效應(yīng)進(jìn)行描述，并在有限元中采用蠕變效應(yīng)與理論結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比,。Liu等^[78]采用Ansys蠕變率法（RCM）分析了推出試驗(yàn)下混凝土板,，鋼梁和雙頭螺栓的長(zhǎng)期應(yīng)力分布。周大為等^[79]對(duì)日照作用下大型鋼管混凝土拱橋的溫度效應(yīng)進(jìn)行研究,。Zhang等^[80]研究了真實(shí)橋梁的溫度場(chǎng),，開發(fā)并驗(yàn)證了陰影識(shí)別算法和仿真模型，以用于未來(lái)研究中確定復(fù)合橋的溫度作用特征,，測(cè)量和計(jì)算結(jié)果之間的一致性證明了模型在模擬橋梁長(zhǎng)期熱負(fù)荷和陰影效應(yīng)（見圖2?23）方面的準(zhǔn)確性,。Zhou等^[81]研究了預(yù)應(yīng)力結(jié)合梁（PCCBs）的抗火性能，對(duì)臨界溫度,、臨界撓度,、預(yù)緊力損失等進(jìn)行了探討。Kang等^[82]提出了一種結(jié)構(gòu)火災(zāi)破壞指數(shù),，該指數(shù)反映了由于高溫引起的材料強(qiáng)度變化,，在鋼混凝土組合梁的破壞評(píng)估中的適用性，火災(zāi)破壞指數(shù)使用了高溫下的材料強(qiáng)度,。Zhang等^[83]利用瞬態(tài)有限元分析程序研究了組合箱梁在火災(zāi)暴露與荷載作用下的行為,，組合梁抗火曲線見圖2?24。

圖 2?23 不同時(shí)段下結(jié)構(gòu)陰影^[80]

圖 2?24 抗火曲線^[83]

康俊濤等^[84]利用有限元軟件以一座跨徑為40m的鋼混組合連續(xù)梁橋?yàn)檠芯繉?duì)象,，模擬了不同落石速度,、落石質(zhì)量、接觸面積和碰撞位置下,，山區(qū)落實(shí)撞擊下行混組合梁橋上部結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng),，落石撞擊位置如圖2?25所示。McMullen等^[85]建立了四個(gè)足尺試驗(yàn)來(lái)評(píng)估UHPC加固鋼板梁（見圖2?26）的方法,，對(duì)全高修補(bǔ)和半高修補(bǔ)的情況進(jìn)行了分析,，同時(shí)確定焊接螺栓的位置，為快速修補(bǔ)鋼板梁橋提供了理論支持和修補(bǔ)思路,。

圖 2?25落石撞擊位置^[84]

圖 2?26加固鋼板梁^[85]

2.6 組合梁施工方法研究

Wang等^[86],、He等^[87]、Zhou等^[88]提出了一種針對(duì)波形鋼腹板組合梁橋的新型異步掛籃施工方法,?？傮w而言，新型的異步施工方法,，減小了掛籃自重,，擴(kuò)大了施工空間，縮短了工期,，提高了效率,。波形鋼腹板組合梁橋具體施工步驟見圖2?27和圖2?28,，施工方法如圖2?29所示。

圖 2?27波形鋼腹板異步施工步驟^[86]

圖 2?28波形鋼腹板異步施工步驟^[87]

圖 2?29新型掛籃施工方法^[88]

2.7 組合梁中常用構(gòu)件性能研究

（1）波形鋼腹板

Gao等^[89]研究了內(nèi)填混凝土圓鋼管翼緣I型彎曲梁（CRCFTFG）,，在中跨集中荷載作用下的極限強(qiáng)度和性能,，提出了CRCFTFGs截面上的彈性橫向扭轉(zhuǎn)屈曲矩和全塑性彎矩的計(jì)算方法，提出了考慮曲率影響的CRCFTFGs極限強(qiáng)度的計(jì)算公式,，有限元模型見圖2?30,。

圖 2?30內(nèi)填混凝土圓鋼管翼緣I型彎曲梁^[89]

Inaam等^[90,91]為了模擬波形鋼腹板組合梁橋懸臂施工中，腹板局部受力的狀態(tài),，于有限元模型中波形腹板梁的上翼板上施加局部荷載,，探究了主梁上縱向不同的荷載位置，荷載在翼板上的橫向偏心,，波形腹板的平行段寬和厚度之比,，腹板高和厚度之比，波折角對(duì)局部荷載極限值的影響,。Wu等^[92]利用有限元方法對(duì)高強(qiáng)度鋼S690波形鋼腹板工字梁進(jìn)行了參數(shù)分析,，將承載力數(shù)值計(jì)算結(jié)果和Driver等五個(gè)已有論文的公式計(jì)算值進(jìn)行了比較，通過修正Leblouba公式,，提出了適用于高強(qiáng)度鋼波形腹板剪切屈曲強(qiáng)度的公式,。Zhang等^[93]對(duì)簡(jiǎn)支波形鋼腹板工字梁的剪切屈曲以及屈曲后的力學(xué)行為進(jìn)行了靜力試驗(yàn)和數(shù)值仿真，對(duì)失效前后的受力狀態(tài)和漸進(jìn)的破壞狀態(tài)（見圖2?31）進(jìn)行了描述與歸納,。Yossef^[94]研究了曲線波形鋼腹板的抗剪強(qiáng)度,。選擇了20個(gè)非曲線波形鋼腹板的試驗(yàn)以涵蓋廣泛的變量，用于驗(yàn)證所提出的抗剪公式,，并進(jìn)行了參數(shù)分析,，有限元模型如圖2?32所示。

圖 2?31 三種屈曲模式^[93]

圖 2?32 曲線波形鋼腹板^[94]

Wang等^[95]研究了具有不同波紋角和曲率半徑的波紋腹板工字形梁截面的殘余應(yīng)力分布,，見圖2?33,，并將其與平腹板工字形梁截面進(jìn)行了比較，提出了與相關(guān)影響參數(shù)有關(guān)的殘余應(yīng)力分布模型,。

圖 2?33 殘余應(yīng)力分布模式^[95]

（2）鋼管混凝土節(jié)點(diǎn)

劉永健等^[96,97]給出了基于熱點(diǎn)應(yīng)力法的鋼管混凝土組合桁架橋節(jié)點(diǎn)疲勞評(píng)估流程(見圖2?34),，并基于此方法對(duì)8種鋼管混凝土焊接節(jié)點(diǎn)的疲勞構(gòu)造細(xì)節(jié)進(jìn)行比較，提出了分別適用于矩形鋼管節(jié)點(diǎn)的平面框架模型和適用于矩形鋼管混凝土節(jié)點(diǎn)的固端梁模型(見圖2?35),，并推導(dǎo)出2類節(jié)點(diǎn)的軸向剛度理論公式,。

圖 2?34基于熱點(diǎn)應(yīng)力法的疲勞性能評(píng)估流程^[96,97]

圖 2?35軸向剛度簡(jiǎn)化模型^[96,97]

Li等^[98]對(duì)圓套管混凝土節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了疲勞試驗(yàn)研究。設(shè)計(jì)了五組節(jié)點(diǎn)疲勞試驗(yàn),，以探究應(yīng)力幅，參數(shù)β和混凝土填充率ψ對(duì)疲勞壽命的影響,，節(jié)點(diǎn)疲勞裂紋擴(kuò)展情況見圖2?36,。

Matti等^[99]對(duì)面外彎矩下的方鋼管混凝土T型節(jié)進(jìn)行了試驗(yàn)和有限元模擬。分別用二次外推和線形外推獲得熱點(diǎn)應(yīng)變（力）和名義應(yīng)變（力）。探究了方鋼管節(jié)點(diǎn)上關(guān)鍵位置處SCF關(guān)于幾何參數(shù)β,，τ,，γ的變化規(guī)律（見圖2?37），最后給出了這些位置處的SCF關(guān)于幾何參數(shù)的計(jì)算公式,。Jiang等^[100]對(duì)主管內(nèi)帶有PBL剪力鍵的方鋼管混凝土T/Y型節(jié)點(diǎn)的熱點(diǎn)應(yīng)力進(jìn)行了試驗(yàn)研究和數(shù)值模擬,，見圖2?38。

(a)開始開裂             (b)裂紋擴(kuò)展             (c)斷裂失效

圖 2?36  圓套管混凝土節(jié)點(diǎn)疲勞裂紋擴(kuò)展^[98]

圖 2?37方管T節(jié)點(diǎn)SCF隨參數(shù)β的變化^[99]

圖 2?38方管Y型節(jié)點(diǎn)有限元建模^[100]

Yang等^[101]對(duì)圓套管混凝土T型節(jié)點(diǎn)在支管受軸向壓力時(shí)的極限承載力進(jìn)行了試驗(yàn)研究,，探究了β（支管與外套主管直徑之比）和χ（內(nèi)主管外經(jīng)和外套管內(nèi)徑之比）對(duì)極限承載力和節(jié)點(diǎn)失效模式的影響,。Zheng等^[102]利用有限元方法對(duì)鋼管混凝土T型節(jié)點(diǎn)在四種荷載工況，即支管面外彎矩和面內(nèi)彎矩,，主管軸向壓力和主管面內(nèi)彎矩作用下的熱點(diǎn)應(yīng)力集中系數(shù)進(jìn)行了參數(shù)研究,，提出了四種作用下SCF的計(jì)算公式。Jiang等^[103]對(duì)主管內(nèi)帶有PBL剪力鍵,，節(jié)點(diǎn)處設(shè)置過渡板的方鋼管混凝土Y型節(jié)點(diǎn)的疲勞性能進(jìn)行了試驗(yàn)研究圖2?39,。分別記錄描述了七個(gè)構(gòu)件在循環(huán)荷載下疲勞裂紋的萌生，擴(kuò)展及斷裂失效的全過程,。提出了針對(duì)于該形式節(jié)點(diǎn)的熱點(diǎn)應(yīng)力S-N曲線,，同時(shí)也給出了等效為16mm板厚的等效熱點(diǎn)應(yīng)力S-N曲線。

圖 2?39方管混凝土Y型節(jié)點(diǎn)疲勞試驗(yàn)設(shè)置^[103]

AI Zand等^[104]對(duì)帶有V型凹槽的鋼管混凝土截面梁進(jìn)行了抗彎承載力試驗(yàn)研究（如圖2?40所示）,，隨后在有限元模型基礎(chǔ)上探究了混凝土強(qiáng)度,，鋼材屈服強(qiáng)度以及鋼管壁厚對(duì)鋼管混凝土組合梁靜力性能的影響，將有限元結(jié)果和鋼管混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范（GB50936）中的相應(yīng)公式作比較,，指出該公式可以進(jìn)行合理預(yù)測(cè),。

（a）短梁                                     （b）長(zhǎng)梁

圖 2?40帶V槽的方管混凝土組合梁彎曲試驗(yàn)^[104]

通過對(duì)2020年國(guó)內(nèi)外學(xué)者在鋼-混組合梁橋方面所作研究的綜述,主要分為兩大類，一類是對(duì)抗剪連接件力學(xué)性能的研究,，一類是鋼-混組合梁力學(xué)行為研究,。可以看出,，研究者們對(duì)連接件性能著重在高性能混凝土材料下剪力件性能研究,，不同力學(xué)邊界條件下剪力件力學(xué)性能研究，新型改進(jìn)連接件性能研究,，以及連接件自身抗剪性能的耐久與性能退化研究,；對(duì)于鋼-混組合梁構(gòu)件，主要集中在工字形鋼-混凝土板組合梁,，其他如,，組合箱梁，桁架組合梁形式研究相對(duì)較少,，其中波形鋼腹板組合箱梁相比較其他形式而言研究較多,，這與國(guó)內(nèi)的發(fā)展是密不可分的,。在所匯總研究中，研究者們對(duì)組合梁的所做工作著眼于7個(gè)方面,，其中最關(guān)注的仍然是組合結(jié)構(gòu)的靜力行為,、極限承載力特征，對(duì)不同配置下梁的正,、負(fù)彎矩抗彎性能的探究,，多種受力狀態(tài)下結(jié)構(gòu)破壞形式與承載力研究；其次是對(duì)負(fù)彎矩區(qū)性能的研究,，以及裂縫控制等相關(guān)研究,，也包括高性能混凝土材料在這方面的應(yīng)用；然后匯總了包括組合梁理論模型建立,，組合梁不同配置下的動(dòng)力特性研究,；對(duì)組合梁結(jié)構(gòu)性能退化的研究較少，檢測(cè)加固研究也較少,；同時(shí)也匯總了對(duì)波形鋼腹板組合箱梁懸臂施工方法的幾點(diǎn)探究相關(guān)文獻(xiàn),，以及在組合結(jié)構(gòu)中常用的基本構(gòu)件的探究，其中包括波形剛腹板的抗剪性能研究,，以及鋼管混凝土節(jié)點(diǎn)的疲勞特性研究,。

與2019年相比，匯總文獻(xiàn)中,，研究對(duì)象沒有發(fā)生大的改變,，延續(xù)2019年鋼-混組合結(jié)構(gòu)橋梁的研究熱點(diǎn)方向，仍以新結(jié)構(gòu)——新型組合結(jié)構(gòu)和連接件的開發(fā),；新材料——高性能混凝土,，鋼，其他纖維材料的應(yīng)用,；新方法——精細(xì)分析方法的建立,，多階段結(jié)構(gòu)模型分析，多耦合荷載作用的力學(xué)行為研究,；及新環(huán)境——復(fù)雜環(huán)境效應(yīng),，時(shí)變結(jié)構(gòu)特性分析等，為重要研究熱點(diǎn)與方向,。

隨著鋼-混結(jié)合梁橋的建成并投入使用,，其結(jié)構(gòu)健康服役的重要性日漸突出。由于結(jié)構(gòu)性能劣化,、服役環(huán)境變化,、車輛沖擊振動(dòng)等內(nèi)外因素共同作用下，橋梁結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)會(huì)發(fā)生變化,，性能逐步退化,，給橋梁結(jié)構(gòu)健康服役狀態(tài)的判斷和預(yù)知控制帶來(lái)了極大困難,，亟需開展系統(tǒng)的基礎(chǔ)研究,。對(duì)復(fù)雜環(huán)境和荷載耦合模式下鋼-混組合橋梁結(jié)構(gòu)全壽命周期服役性能演化過程的感知與評(píng)估成為必然要求,。提升鋼-混組合橋梁的耐久性是橋梁基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的核心技術(shù)，從材料性能自然退化,、結(jié)構(gòu)原生缺陷劣化和服役環(huán)境對(duì)損傷的激發(fā)等方面入手,，研究鋼-混結(jié)合梁橋服役性能經(jīng)時(shí)演變特征和機(jī)理及智能感知和診斷方法，會(huì)為該類結(jié)構(gòu)在橋梁工程中的應(yīng)用提供科技保障,。

高性能組合結(jié)構(gòu)橋梁研究團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期從事鋼橋及鋼-混組合結(jié)構(gòu)橋梁基礎(chǔ)理論及工程應(yīng)用研究,，在鋼橋及組合結(jié)構(gòu)橋梁分析理論、數(shù)值仿真及模型試驗(yàn)方面積累了豐富的研究經(jīng)驗(yàn),。近年來(lái)結(jié)合國(guó)家及省部級(jí)科研項(xiàng)目和國(guó)家重點(diǎn)工程建設(shè),，對(duì)復(fù)雜環(huán)境下鋼橋焊接節(jié)點(diǎn)疲勞評(píng)估方法、鋼-混組合效應(yīng),、剪力鍵損傷機(jī)理等開展了創(chuàng)新性研究,。

4.1 團(tuán)隊(duì)人員介紹

衛(wèi)星，教授,，博導(dǎo),，四川省學(xué)術(shù)與技術(shù)帶頭人后備人選，中國(guó)鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定與疲勞分會(huì)理事,。長(zhǎng)期致力于鋼結(jié)構(gòu)及鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)橋梁損傷機(jī)理應(yīng)用基礎(chǔ)研究,，長(zhǎng)期從事《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》、《鋼橋與組合結(jié)構(gòu)橋梁》及《橋梁結(jié)構(gòu)分析理論及方法》教學(xué)工作,。在鋼-混組合結(jié)構(gòu)體系,、焊接細(xì)節(jié)疲勞損傷機(jī)理及結(jié)構(gòu)性能劣化機(jī)理三方面開展了卓有成效的創(chuàng)新性研究。主持和主研完成各類科研項(xiàng)目40 余項(xiàng),，發(fā)表學(xué)術(shù)論文150余篇,。

主要研究方向：（1）鋼-混組合結(jié)構(gòu)橋梁復(fù)雜力學(xué)行為；（2）復(fù)雜服役條件下橋梁性能退化行為,；（3）橋梁信息化及智能化技術(shù),。 電子郵箱：[email protected]

肖林，副教授,，工學(xué)博士,，西南交通大學(xué)橋梁工程系副主任，中國(guó)鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)橋梁鋼結(jié)構(gòu)分會(huì)理事,。長(zhǎng)期從事橋梁鋼結(jié)構(gòu),、鋼-混組合結(jié)構(gòu)橋梁的計(jì)算分析理論、耐久性方面的研究,，并在橋梁結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了較深入研究,，主要承擔(dān)《橋梁工程》,、《鋼橋與組合結(jié)構(gòu)橋梁》教學(xué)工作。在鋼-混組合橋梁剪力鍵,、長(zhǎng)期性能以及混合橋梁結(jié)構(gòu)行為方面進(jìn)行了較為系統(tǒng)的創(chuàng)新研究,。主持和主研完成各類科研項(xiàng)目20余項(xiàng)，發(fā)表學(xué)術(shù)論文60余篇,；獲得各類專利15項(xiàng),、軟件著作權(quán)1項(xiàng)。

主要研究方向：（1）新型高性能組合橋梁,；（2）鋼-混組合橋梁耐久性,；（3）橋梁結(jié)構(gòu)微振控制與利用。 電子郵箱：xiaolin@ swjtu.edu.cn

溫宗意,，博士研究生,，主要研究方向?yàn)殇?混組合結(jié)構(gòu)橋梁復(fù)雜力學(xué)行為、復(fù)雜服役條件下橋梁性能退化行為,。電子郵箱：[email protected]

李剛,，博士研究生，主要研究方向?yàn)殇撓淞嚎臻g力學(xué)行為,、鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,，目前承擔(dān)中鐵二院、中鐵大橋院橫向科研課題研究,。電子郵箱：[email protected]

康志銳,，博士研究生，主要研究方向?yàn)樾滦透咝阅芙M合橋梁,、鋼-混組合橋梁耐久性,。聯(lián)系郵箱：[email protected]

趙駿銘，碩士,，科研助理,，主要研究方向?yàn)殇摷颁?混組合結(jié)構(gòu)的疲勞。電子郵箱：[email protected]

4.2 近年承擔(dān)科研項(xiàng)目

[1]國(guó)家自然科學(xué)基金,，52078424,，凍融循環(huán)和反復(fù)荷載雙重驅(qū)動(dòng)下鋼-混組合橋梁栓釘剪力鍵系統(tǒng)競(jìng)爭(zhēng)失效機(jī)制，2021.01-2024.12

[2]國(guó)家自然科學(xué)基金,，51378431,，環(huán)境腐蝕及復(fù)雜應(yīng)力場(chǎng)耦合下鋼橋焊接節(jié)點(diǎn)疲勞損傷機(jī)理及演化規(guī)律，2014.01-2017.12

[3]國(guó)家自然科學(xué)基金,，51308467,，剪力連接件疲勞損傷導(dǎo)致的鋼-混凝土組合梁橋剛度退化機(jī)理研究，2014.01-2016.12

[4]國(guó)家自然科學(xué)基金，50808150,，鋼-混結(jié)構(gòu)PBL剪力件疲勞累積損傷下極限承載力可靠度研究,，2009.01-2011.12

[5]四川省科技計(jì)劃創(chuàng)新人才項(xiàng)目，“懸掛式單軌交通軌道梁易損性分析及長(zhǎng)服役性能優(yōu)化設(shè)計(jì)方法研究,，2020.01-2021.12

[6] 重大工程（企業(yè)委托）項(xiàng)目：甬舟鐵路西堠門大跨度斜拉懸索協(xié)作體系橋主梁力學(xué)行為及疲勞性能試驗(yàn)研究,，2019.01-2021.12

[7] 重大工程（企業(yè)委托）項(xiàng)目：宜賓臨港長(zhǎng)江大橋鐵路組合式雙層箱型鋼混結(jié)合梁力學(xué)行為及模型試驗(yàn)研究，2019.01-2021.12

[8] 重大工程（企業(yè)委托）項(xiàng)目：鋼-混接頭疲勞劣化規(guī)律及力學(xué)性能長(zhǎng)期保持技術(shù),，2019.01-2021.12

[9] 重大工程（企業(yè)委托）項(xiàng)目：宜賓線臨港長(zhǎng)江大橋鋼箱梁空間力學(xué)行為研究,，2019.01-2021.12

[10] 重大工程（企業(yè)委托）項(xiàng)目：象山大橋鋼-混結(jié)合段力學(xué)行為及長(zhǎng)期性能保持技術(shù),，2019.01-2021.12

4.3 部分代表性論文

[1] Wen Z., Wei X., Xiao L, He K. Experimen-tal evaluation of the shear buckling behaviors of corrugated webs with artificial corrosion pits, Thi-n-Walled Structures, 2019.8, 141: 251-259

[2] Wei X, Wen Z, Xiao L, et al. Review of fa-tigue assessment approaches for tubular joints in CFST trusses. International Journal of Fatigue, 2018, 113:43-53

[3] Wei, Xing ; Shariati, M ; Zandi, Y ; et al.  Distribution of shear force in perforated shear co-nnectors , Steel and Composite Structures, 2018, 27(3): 389~399

[4]Wei, Xing ; Xiao, Lin; Pei, Shiling, Experi-ment Study on Fatigue Performance of Perforate-d Shear Connectors, INTERNATIONAL JOURN-AL OF STEEL STRUCTURES, 2017.9, 17(3): 957~967

[5] Lin Xiao, Xiaozhen Li, Zhongguo John M-a. Behavior of perforated shear connectors in st-eel-concrete composite joints of hybrid bridges.  Journal of Bridge Engineering 2017, 22(4): 04016135

[6]肖林,衛(wèi)星,溫宗意,李剛.鋼-混組合結(jié)構(gòu)橋梁2019年度研究進(jìn)展[J].土木與環(huán)境工程學(xué)報(bào)(中英文),2020,42(05):168-182.

[7]衛(wèi)星,肖林,溫宗意.鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)PBL剪力鍵疲勞損傷演化機(jī)理分析[J].鋼結(jié)構(gòu),2018,33(12):48-51 36.

[8]肖林,劉麗芳,衛(wèi)星,劉德軍.鋼-混組合索塔錨固結(jié)構(gòu)的力學(xué)行為及結(jié)構(gòu)優(yōu)化[J].西南交通大學(xué)學(xué)報(bào),2019,54(05):923-930 944.

[9]衛(wèi)星,吳琛泰,巨云華,鄒建豪.鋼管混凝土桁架拱橋板—管焊接節(jié)點(diǎn)熱點(diǎn)應(yīng)力集中系數(shù)研究[J].中國(guó)鐵道科學(xué),2018,39(05):67-72.

[10]衛(wèi)星,肖林,唐繼舜.鋼桁梁全焊桁片腹桿與節(jié)點(diǎn)焊接連接細(xì)節(jié)疲勞性能試驗(yàn)研究[J].鐵道學(xué)報(bào),2018,40(02):110-116.

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[10] 黃彩萍,，黃志祥，游文峰,，等. 橡膠–剪力釘組合剪力連接件力學(xué)性能試驗(yàn)[J]. 土木工程與管理學(xué)報(bào), 2020, 37(03): 85-90.

[11] 謝宜琨,，方國(guó)強(qiáng)，張寧,，等. 低溫下栓釘連接件的抗剪性能試驗(yàn)研究[J]. 建筑結(jié)構(gòu), 2020, 50(09): 86-91.

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[13] 劉雙,，聶玉東,，張銘，等. 鋼—混組合梁斜拉橋現(xiàn)澆混凝土橋面板關(guān)鍵設(shè)計(jì)技術(shù)研究[J]. 公路, 2020, 65(07): 359-363.

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[16] Gábor Németh, Kovács Nauzika, Jáger Bence, et al. ANALYSIS OF THE EFFECT OF CONCRETE STRENGTH IN EMBEDDED SHEAR CONNECTORS OF STEEL‐CONCRETE CORRUGATED WEB COMPOSITE BRIDGES THROUGH PUSH‐OUT TESTS[J]. ce/papers, 2019, 3(5-6): 128-137.

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