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为了更好的利用钢纤维聚合物混凝土这种新型建筑材料优异的力学性能,将其成功地推广应用到大跨度桥梁结构中,在本课题组已有知识产权的“钢纤维增强聚合物改性混凝土”的基础上,进行了二次研发工作,研制了一种能够更好的满足大跨度桥梁结构需求的新型复合材料——钢纤维聚合物结构混凝土(SFPSC)。本文采用实验研究、数值分析与理论推导相结合的方法,对这种新材料的基本力学、环境疲劳、结构力学、抗变形及抗裂性能等若干关键力学性能进行了探讨。本文的主要研究内容及结论如下:1)对SFPSC的研制目标、设计依据及配合比设计等进行了阐述,并对其基本力学性能进行了测试。研究结果表明,掺入适量的聚合物乳胶和钢纤维,可使普通高强混凝土的抗折强度和劈裂抗拉强度得到显著的改善。2)针对广东地区桥梁的恶劣服役环境,对SFPSC实验梁设计并实施了三组不同湿热条件(23℃、78%R·H;50℃、80%R·H;50℃、95%R·H;)下的环境疲劳实验,获得了三点弯曲载荷下SFPSC的S~N曲线。研究结果表明,环境越恶劣,SFPSC实验梁的疲劳极限Sf就越小;实验环境越恶劣,S~N曲线的斜率越平缓,即实验梁对循环荷载越敏感。3)根据本文的环境疲劳实验数据,结合经典的疲劳强度理论及假定,推导了湿热环境与循环荷载共同作用下SFPSC的疲劳寿命表达式。利用该公式,可有效、方便地预测在湿热环境下服役的SFPSC构件的环境疲劳寿命和疲劳极限。4)利用MIDAS CIVIL软件对一座连续刚构桥进行了数值计算,对比分析了抗压强度相近的C55混凝土和SFPSC材料的结构力学性能。通过对比两种材料构成的箱梁结构的正截面抗弯承载力、斜截面抗剪承载力以及梁体抗变形能力,发现SFPSC箱梁的抗弯承载力、抗剪承载力、抗变形能力不仅不会降低,而且还得到了不同程度的提高。5)应用MIDAS CIVIL模型2#块端部的截面内力作为力的边界条件,建立了ANSYS WORKBENCH实体模型,对箱梁桥0号块进行了局部应力计算。计算结果表明,C55混凝土不能满足该桥的局部抗裂要求,而SFPSC材料拥有更好的抗裂性能,基本能满足大型预应力刚构桥的抗裂要求。