本文将橡胶集料混凝土应用于常规组合梁中,称为橡胶集料混凝土-钢组合梁。由于橡胶集料混凝土具有较好的变形性能、抗裂性能、能量吸收效果和疲劳性能,同时是一种新型绿色环保材料,已被应用于路面铺装中,具有良好的社会效益。然而,橡胶集料混凝土是一种“年轻”的材料,材料性质研究还不成熟,规范中尚未对此进行相关说明,在结构中应用受到较大限制。为了推广橡胶集料混凝土的应用并保证其适用性,亟需对橡胶集料混凝土构件展开系统研究。本文以橡胶集料混凝土-钢组合梁为研究对象,对剪力连接件和组合梁构件的静力与疲劳性能展开研究。(1)本文首先对国内外研究现状进行了整理,比较了不同学者给出的橡胶集料混凝土配比,发现大部分配比均造成了橡胶集料混凝土强度的降低。本文进行了大量混凝土的试配研究,最终通过调整其他骨料用量,确定6组配比,保证不同橡胶掺量的混凝土强度基本不变。(2)按照Eurocode-4设计制作18个不同栓钉及橡胶掺量组配下的推出试件,进行静力试验,并对试验结果进行了全面分析,包括破坏模式、极限承载力、延性及栓钉受力机理。试验结果表明,栓钉剪断是所有试件的主导破坏模式,橡胶集料混凝土不会引起承载力的降低,同时能增大栓钉的滑移变形及延性,减少混凝土开裂。现行规范适用于橡胶集料混凝土中的栓钉,能较为安全的计算其抗剪承载力,但经验公式对橡胶集料混凝土中栓钉的极限变形预测不准,本文对其进行了修正。采用数值软件ABAQUS建立了推出试件的数值模型,模拟考虑了材料非线性、几何非线性和接触非线性等影响,模型的正确性通过本文试验进行了校核。(3)在此基础上,对相同推出试件进行常幅疲劳试验,疲劳荷载根据上述静力试验及数值分析结果选取。试验显示直径为22mm的栓钉易引起钢梁母材撕裂,在设计中可增大钢板厚度予以避免。同时证明橡胶集料混凝土良好的变形性能可以提高栓钉的疲劳寿命,增大破坏前的极限滑移。试验得到了不同直径栓钉在普通混凝土和橡胶集料混凝土中的S-N曲线。(4)在获得栓钉受力性能后,采用了不同栓钉及混凝土,设计并浇筑3个组合梁模型试件,进行静力试验。对试验结果包含破坏模式、抗弯承载力、挠度与滑移、中性轴高度等进行深入分析,表明橡胶掺量与栓钉直径对承载力均无影响,橡胶的加入不会引起组合梁的刚度下降,但极限变形明显增大约40%,同时具有较好的刚度和延性。橡胶集料混凝土可以有效的减小混凝土裂缝宽度,避免跨中产生严重的贯穿裂缝。在剪力连接程度不变的情况下,大直径栓钉导致弹塑性阶段强度储备不足,延性系数急剧降低。承载力与刚度的数值计算结果、理论解与验试值基本吻合,能很好的反映组合梁的各项受力性能,证明现行规范基本适用于等强橡胶集料混凝土-钢组合梁的设计。参数分析定量考虑了4种橡胶掺量、3种栓钉直径、4种剪力连接程度和2种混凝土强度等级对组合梁性能的影响,为设计提供参考建议。(5)为了充分研究橡胶集料混凝土在组合桥梁中的适用性,还需进一步进行该组合梁的疲劳试验。本文对3个组合梁试件进行疲劳试验,得到定性结论。试验显示组合梁的疲劳破坏模式为栓钉剪断和混凝土开裂,试件可进行多次应力重分布,其疲劳破坏有一定的延性,疲劳破坏后强度储备较大。橡胶混凝土组合梁能有效推迟混凝土裂缝出现时间,减小裂缝宽度,显著提高组合梁的抗疲劳性能;此外,较大的栓钉直径会加剧应力集中现象,导致组合梁疲劳寿命降低,但该不利影响可被橡胶集料混凝土降低,从而促进大直径栓钉的应用。橡胶集料混凝土可使组合梁初始刚度降低,刚度退化略有增大,但由于其较好的抗疲劳性能,在刚度满足设计要求的情况下,仍可用于组合梁结构来改善其抗疲劳性能。此外,组合梁的疲劳破坏形式特殊,判定困难,本文提出新的判定标准,即当中性轴高度系数达到0.4时,试件发生疲劳破坏,对工程实际具有一定指导意义。最后,本文对研究内容进行了总结,并指出进一步的研究方向。