《Case Studies in Construction Materials》：Flexural performance of non-prestressed steel–UHPC composite girders considering interface-slip-induced partial composite action
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低矮非预应力钢—超高性能混凝土（Ultra-High Performance Concrete，UHPC）组合梁有助于实现桥梁快速更换，但其显著的钢-UHPC界面滑移会使传统完全组合作用假定失效。研究人员针对为25 m马埔桥开发的预制π型组合梁，考察其部分组合
低矮非预应力钢—超高性能混凝土（Ultra-High Performance Concrete，UHPC）组合梁有助于实现桥梁快速更换，但其显著的钢-UHPC界面滑移会使传统完全组合作用假定失效。研究人员针对为25 m马埔桥开发的预制π型组合梁，考察其部分组合作用。研究人员制作了3个1:2缩尺试件，剪切跨比分别为2.97、2.77和2.57，进行四点弯曲试验，测量荷载、挠度、界面滑移与应变，并建立显式模拟带头栓钉（headed stud）及钢-UHPC摩擦接触的有限元模型。响应过程分为近似完全组合作用的线弹性阶段、裂缝与滑移渐进发展的弹塑性阶段，以及变形快速增长的屈服阶段。剪切跨比由2.97降至2.57时，极限荷载由912 kN升至1205 kN，但端部界面滑移由5.70 mm增至16.71 mm。极限响应由钢梁下翼缘屈服与剪弯区栓钉断裂控制，UHPC桥面板未发生压碎。应变结果显示剪滞效应与界面协调损失，但钢梁与UHPC板各自沿高度近似呈线性分布。有限元模型复现了分阶段滑移与荷载-挠度响应，最大绝对偏差分别为12.2%与5.5%。结果表明，低矮非预应力钢-UHPC组合梁的极限抗弯响应应显式考虑界面滑移，而非假定完全组合作用。
研究背景方面，大量既有预应力空心板梁桥因深跨比过小、长期服役后出现接缝劣化、混凝土开裂与横向整体性下降，亟需可快速更换的替代结构。超高性能混凝土（UHPC，Ultra-High Performance Concrete）凭借高强、高韧与早龄期收缩可控，使低矮非预应力钢—UHPC组合梁成为加速桥梁建造的可行方案。然而该类梁因不设预应力、深跨比仅约1/25，传统完全组合作用（full composite action）假定可能高估其抗弯能力，界面滑移与部分组合作用（partial composite action）机制尚未被充分揭示。
研究人员以广东马埔桥为背景，提出预制π型非预应力钢-UHPC组合梁，并通过1:2缩尺四点弯曲试验与精细化有限元分析，揭示其受弯全过程、界面行为及破坏机理，论证了显式考虑界面滑移的必要性。
关键技术方法上，研究人员依据25 m马埔桥原型设计3个1:2缩尺π型试件，变量为剪切跨比（2.97、2.77、2.57）；采用简支四点弯曲单调加载，布置位移计、应变片与引伸仪，获取荷载、跨中挠度、支座沉降、界面滑移及钢梁与UHPC板应变；建立显式建模栓钉与钢-UHPC接触的非线性有限元模型，其中法向硬接触、切向摩擦系数取0.35，UHPC采用混凝土损伤塑性模型，钢材采用理想弹塑性模型。
研究结果如下。
四点弯曲试验与荷载-挠度响应：试验显示三阶段特征。线弹性阶段近似完全组合；弹塑性阶段纯弯区钢梁上翼缘局部压曲、剪弯区界面滑移与UHPC底裂开展；屈服阶段荷载增长停滞、挠度剧增。极限荷载随剪切跨比降低而升高，破坏由钢梁下翼缘屈服与剪弯区栓钉断裂控制，UHPC无压碎。
组合界面行为：服役状态滑移超出规范限值，弹塑性阶段后进入部分组合作用；剪弯区栓钉先后出现明显滑移与突发断裂，表明钢梁屈服前即不可按完全组合梁评价。
应变发展与分布：纯弯区与剪弯区均观测到剪滞效应，靠近钢腹板上方UHPC应变大于远腹板处；界面滑移削弱钢与UHPC应变协调，中性轴上移，钢梁受拉应变增大、UHPC受压应变利用不充分；钢梁与UHPC各自截面内近似满足平截面假定。
有限元分析：Abaqus模型以壳单元模拟钢梁、实体单元模拟UHPC与栓钉、桁架单元模拟钢筋，接触定义复现摩擦与滑移。模型成功追踪分阶段滑移与荷载-挠度曲线，滑移与承载力预测最大偏差分别为12.2%与5.5%。
讨论与结论翻译：讨论指出，低矮非预应力钢-UHPC组合梁的破坏模式不同于常规钢-混组合梁的混凝土压碎，而是钢梁下翼缘屈服伴随界面滑移与栓钉损伤；剪切跨比减小提高承载力但加剧滑移，说明抗弯评估必须显式纳入界面机制。研究结论为：低矮非预应力钢-UHPC组合梁的极限抗弯响应应由界面滑移控制的部分组合作用框架评价，而非假设完全组合作用；所建有限元模型可准确复现其退化过程，对快速更换桥梁的抗弯设计与连接件优化具有直接工程意义。
结论部分原文意译：低矮非预应力钢-UHPC组合梁在极限状态下呈现由界面滑移主导的部分组合作用；其抗弯承载力、变形与破坏模式不能由完全组合理论准确预测，应在设计与分析中显式考虑栓钉断裂、摩擦接触退化及剪滞效应。
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