摘要:
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为整合分散研究并厘清性能增益机理,以推动外包纤维增强水泥基复合材料(FRCC)钢管混凝土(CFST)叠合柱(简称FRCC-CFST柱)在钢-混组合桥梁中的工程化应用,系统调研了国内外110余篇相关研究,遵循“材料→界面→构件→设计→应用”的逻辑主线,全面梳理与分析了3类典型FRCC外包材料——工程水泥基复合材料(ECC)、超高性能混凝土(UHPC)和混杂纤维水泥基复合材料(HFC)在FRCC-CFST柱中的研究进展与应用探索。研究结果表明:材料层面,3类FRCC表现出差异化优势,其中ECC延展性最优,UHPC承载力最高,HFC综合性能居中;界面方面,FRCC的高黏结性与纤维桥联机制有助于延缓外包层剥落,提升协同工作能力,设置栓钉、界面钢筋或提高界面粗糙度可有效增强钢管-FRCC界面黏结力,改善破坏形态;构件层面,FRCC-CFST柱在轴压、偏压、抗弯、抗剪、抗震、抗冲击和高温等多种工况下均表现出显著优于传统外包普通混凝土CFST叠合柱的性能,性能提升幅度与FRCC类型及构造约束密切相关;设计层面,部分力学模型已具备良好的预测能力,但现行规范未能充分考虑FRCC的高延性与界面特性,导致承载力评估偏于保守;应用层面,外包UHPC-CFST叠合柱已在广州海心桥等工程中获得验证,而外包ECC-CFST叠合柱与外包HFC-CFST叠合柱仍多处于试验阶段,受限于成本、施工适配性与设计规范空白等因素。未来应重点加强中长柱稳定性、多灾耦合响应与界面协同机制等方面的研究,推动形成完善的设计理论与工程适用体系,促进FRCC-CFST柱的标准化、规模化应用。