结合压缩薄膜效应对GFRP筋混凝土桥梁面板结构的工作性能研究

本项目通过数值模拟和结构试验的方法对配置了玻璃纤维增强复合材料（GFRP）筋材的混凝土板和整体桥梁模型在多种荷载工况作用下的结构响应进行分析，摸清其承载能力、破坏形态和工作规律。与过去单纯地把GFRP混凝土结构构件当作简支构件的研究模式不同，本次主要研究桥梁面板结构中压缩薄膜效应(Compressive Membrane Action-CMA)的影响，阐明这一结构效应的工作机制，提出更为准确的承载力计算方法和设计理论。本项目的研究成果将充分考虑了GFRP的材料性能和压缩薄膜效应的结构特性，完整地阐述了GFRP筋混凝土桥梁面板在整体桥梁结构中的结构性能和承载能力。在有效地控制建造成本和保证结构承载能力的同时提高了结构的耐久性能，为实现桥梁结构的可持续性发展提供一条新思路。

课题开展至今，项目组按时完成了该国家自然科学基金计划书中的预期成果和研究内容。通过数值模拟、结构试验和理论分析的方法对配置了玻璃纤维增强复合材料（GFRP）筋材的混凝土板和整体桥梁面板结构在多种荷载工况作用下的结构响应进行了分析，摸清其承载能力、破坏形态和工作规律。通过对相关数据的分析和总结，阐明了桥梁面板中压缩薄膜效应(Compressive Membrane Action-CMA)对其工作性能的影响。并基于该结构效应，提出了更为准确的承载力计算方法和设计理论。在三年的研究工作中，项目团队完成了所有的既定目标并取得优异的科研成果，包括发表了多篇高质量 论文、获得专利授权和培养了多名研究生。项目研究表明，基于压缩薄膜效应理论对GFRP筋混凝土桥面板进行设计与计算，能够在确保桥梁结构的承载力和建造费用不受影响的情况下，有效地提高结构的耐久性能，降低维修成本，这将有利于建立具有可持续发展的桥梁结构体系。