Abstract In steel-concrete composite box girders, the concrete slabs are laterally and rotationally restrained by diaphragms, surrounding slabs, and the steel box girder through shear connectors, thus developing compressive membrane action under vertical loading. However, the compressive membrane action in composite box girder bridge decks has rarely been considered, despite its significant effect on the structural performance of the slab. In this study, transverse behavior of slabs in composite box girder considering compressive membrane action was investigated and a new calculation method for assessing the load capacity of slabs with different boundary conditions was proposed. Static loading tests on six composite box girder deck slabs were first carried out. Elaborate finite element models were established and further validated by test results. Furthermore, the load capacities of the slabs were compared between the test results and several traditional theoretical predictions. It is indicated that the compressive membrane action significantly enhanced the load capacities of deck slabs. Moreover, this study reveals that ignoring the effects of rotational restraint stiffness and lateral restraint location on the compressive membrane action may lead to significant error. Based on the test results and the numerical parametric study, a new calculation method for the load capacity of laterally and rotationally restrained slabs was proposed. Comparisons with both the numerical and experimental results demonstrated that the proposed method can provide accurate and reliable predictions.

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考虑压缩膜作用的组合箱梁板结构性能

摘要 在钢-混凝土组合箱梁中，混凝土板受到隔板、周围板和钢箱梁通过剪力连接件的横向和旋转约束，从而在竖向荷载作用下产生压膜作用。然而，复合箱梁桥面板中的压缩膜作用很少被考虑，尽管它对板的结构性能有显着影响。在这项研究中，研究了考虑压缩膜作用的组合箱梁中板的横向行为，并提出了一种新的计算方法来评估具有不同边界条件的板的承载能力。首先对六个组合箱梁桥面板进行静载试验。建立了精细的有限元模型，并通过测试结果进一步验证。此外，还比较了测试结果和几种传统理论预测之间的板坯承载能力。结果表明，压缩膜的作用显着提高了桥面板的承载能力。此外，这项研究表明，忽略旋转约束刚度和横向约束位置对压缩膜作用的影响可能会导致显着误差。基于试验结果和数值参数研究，提出了一种新的横向和旋转约束板的承载能力计算方法。与数值和实验结果的比较表明，所提出的方法可以提供准确可靠的预测。板的承载能力在测试结果和几个传统的理论预测之间进行了比较。结果表明，压缩膜的作用显着提高了桥面板的承载能力。此外，这项研究表明，忽略旋转约束刚度和横向约束位置对压缩膜作用的影响可能会导致显着误差。基于试验结果和数值参数研究，提出了一种新的横向和旋转约束板的承载能力计算方法。与数值和实验结果的比较表明，所提出的方法可以提供准确可靠的预测。板的承载能力在测试结果和几个传统的理论预测之间进行了比较。结果表明，压缩膜的作用显着提高了桥面板的承载能力。此外，这项研究表明，忽略旋转约束刚度和横向约束位置对压缩膜作用的影响可能会导致显着误差。基于试验结果和数值参数研究，提出了一种新的横向和旋转约束板的承载能力计算方法。与数值和实验结果的比较表明，所提出的方法可以提供准确可靠的预测。结果表明，压缩膜的作用显着提高了桥面板的承载能力。此外，这项研究表明，忽略旋转约束刚度和横向约束位置对压缩膜作用的影响可能会导致显着误差。基于试验结果和数值参数研究，提出了一种新的横向和旋转约束板的承载能力计算方法。与数值和实验结果的比较表明，所提出的方法可以提供准确可靠的预测。结果表明，压缩膜的作用显着提高了桥面板的承载能力。此外，这项研究表明，忽略旋转约束刚度和横向约束位置对压缩膜作用的影响可能会导致显着误差。基于试验结果和数值参数研究，提出了一种新的横向和旋转约束板的承载能力计算方法。与数值和实验结果的比较表明，所提出的方法可以提供准确可靠的预测。基于试验结果和数值参数研究，提出了一种新的横向和旋转约束板的承载能力计算方法。与数值和实验结果的比较表明，所提出的方法可以提供准确可靠的预测。基于试验结果和数值参数研究，提出了一种新的横向和旋转约束板的承载能力计算方法。与数值和实验结果的比较表明，所提出的方法可以提供准确可靠的预测。