1.1　FRP空心橋面板的變形

FRP空心橋面板是最為常見、研究最多的一種橋面板形式。由于FRP橋面板的強(qiáng)度很高，很容易滿足設(shè)計(jì)承載力，一般FRP構(gòu)件大多為變形控制設(shè)計(jì)。
　　FRP空心橋面板主要承受局部輪壓荷載，在此荷載作用下兩端簡(jiǎn)支的FRP空心板在兩個(gè)方向上都產(chǎn)生彎曲，導(dǎo)致加載點(diǎn)局部下陷變形集中。通常，F(xiàn)RP空心板在縱、橫兩個(gè)方向上的彎曲剛度和剪切剛度不同，一般為縱向(構(gòu)件軸向)大、橫向小，局部下陷變形非常明顯。圖10.4-1(a)為文獻(xiàn)試驗(yàn)所獲得的FRP空心板的變形。可見，F(xiàn)RP空心橋面板在單點(diǎn)輪壓作用下的變形模式為雙向彎曲，在荷載集中的區(qū)域有較大的局部變形集中。此外，由于FRP的剪切模量比其彎曲模量小很多，F(xiàn)RP構(gòu)件的剪切變形較大，一般不能忽略。
　　在前人的研究中，絕大多數(shù)FRP空心板的荷載-變形關(guān)系近似為線彈性，破壞前卸載，殘余變形很小。但也發(fā)現(xiàn)，一些FRP空心板并非完全理想線彈性：在加載初期，荷載與變形線性增長(zhǎng)；但隨著荷載增大，構(gòu)件的剛度開始略有降低，荷載-位移曲線逐漸下彎，開始呈現(xiàn)出非線性的特征；荷載繼續(xù)增加，在接近破壞時(shí)，會(huì)出現(xiàn)小的下挫，構(gòu)件發(fā)出“噼啪”的聲音，實(shí)際上這時(shí)構(gòu)件中已開始發(fā)生局部損傷，但承載力仍可繼續(xù)提高；最終出現(xiàn)一次較顯著的破壞，承載力才完全喪失。但通常FRP空心板出現(xiàn)非線性特征時(shí)荷載一般都已遠(yuǎn)超過實(shí)際工作荷載。

1.2　破壞模式

FRP空心板的破壞是一個(gè)逐步發(fā)展的過程，但最終的破壞對(duì)應(yīng)著承載力的喪失，同時(shí)也能觀察到明顯的破壞特征，如裂紋、纖維斷裂、脫膠、分層等，這些破壞特征是導(dǎo)致構(gòu)件喪失承載力的直接原因。根據(jù)FRP空心板的破壞機(jī)理，結(jié)合其破壞特征，將其破壞模式分為三個(gè)層次。
　　(1)材料的強(qiáng)度破壞
　　FRP達(dá)到其自身的材料強(qiáng)度而導(dǎo)致的破壞，簡(jiǎn)稱為材料強(qiáng)度破壞，定義為第1類破壞。這類破壞模式與FRP的材料強(qiáng)度(通常為層合板的強(qiáng)度)相對(duì)應(yīng)，包括拉伸破壞、壓縮破壞、面內(nèi)剪切破壞、彎曲破壞和層問破壞。常見的形式有：圖10.4-2(a)所示的拉擠管縱向裂紋為橫向強(qiáng)度不足所導(dǎo)致的破壞；圖10.4-2(b)所示的沖切破壞為面板的拉伸強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度不足；圖10.4-2(c)所示的分層破壞為層間強(qiáng)度不足；拉伸斷裂僅在文獻(xiàn)中出現(xiàn)過1例。
　　(2)組件間的連接破壞
　　在FRP材料達(dá)到其強(qiáng)度前，由于各FRP組件間的連接構(gòu)造破壞所導(dǎo)致的FRP空心板承載力喪失，如粘接剝離、機(jī)械連接件破壞、螺栓孔的局部承壓破壞等，統(tǒng)稱為連接破壞，定義為第Ⅱ類破壞。這類破壞與連接構(gòu)造的強(qiáng)度有關(guān)，如粘結(jié)層的剪切強(qiáng)度、正拉強(qiáng)度，螺栓的抗剪強(qiáng)度、螺孔的局部承壓強(qiáng)度等。在FRP構(gòu)件中，粘結(jié)采用得較多，因此粘結(jié)破壞最為常見。圖10.4-2(d)為面板與夾芯的粘結(jié)破壞；圖10.4-2(e)為拉擠組件間的粘結(jié)破壞。在這類破壞中，F(xiàn)RP的材料強(qiáng)度沒有得到充分利用，通常極限承載力較低。而這類破壞在已有的研究中經(jīng)常出現(xiàn)，且破壞很突然，應(yīng)在H心橋面板設(shè)計(jì)中盡量避免。

(3)屈曲破壞
　　FRP空心板中的板件因受壓而發(fā)生局部屈曲而導(dǎo)致承載力喪失，屈曲破壞發(fā)生時(shí)有明顯的起波，定義為第Ⅲ類破壞。由于FRP材料為線彈性，板件發(fā)生屈曲后承載力通常不會(huì)完全喪失，因此屈曲破壞經(jīng)常同前兩類破壞模式同時(shí)發(fā)生，但從機(jī)理上應(yīng)區(qū)分以下兩種屈曲破壞情況：①由屈曲破壞導(dǎo)致前兩類破壞發(fā)生，并使承載力喪失；②前兩種破壞發(fā)生后，再發(fā)生局部屈曲。前一種是真正的屈曲破壞。圖10.4-2(f)為空心板上面板分層破壞后發(fā)生的屈曲；圖10.4-(g)為空心板發(fā)生了屈曲但尚未達(dá)到最大承載力。
　　在試驗(yàn)中，以上三種破壞模式可能在很短的時(shí)間內(nèi)相繼發(fā)生，且相互影響。