CFRP索斜拉橋的靜動(dòng)力性能研究.pdf

1、近年來，隨著斜拉橋向大跨、超大跨度的發(fā)展，傳統(tǒng)鋼拉索的銹蝕問題、拉索的承載效率和結(jié)構(gòu)自重等問題變得日趨明顯，這就對(duì)斜拉橋所使用的材料提出了更高的要求。碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(CFRP)具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、耐腐蝕、抗疲勞等優(yōu)良性能，引起了土木工程界的廣泛重視和興趣。將CFRP用作大跨徑斜拉橋的拉索，不僅可以充分利用其高強(qiáng)性能，而且可以基本解決傳統(tǒng)斜拉索的腐蝕退化問題，同時(shí)在減輕斜拉橋上部結(jié)構(gòu)自重、提高斜拉橋跨越能力和承載效率等方面都會(huì)產(chǎn)生積極作用

2、，從而在跨海、跨洲際的大橋建設(shè)中發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢(shì)和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。 目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)于CFRP拉索斜拉橋的相關(guān)研究和實(shí)際工程還不多，研究成果還很少；我國(guó)在此方面的研究也是剛剛起步。本文圍繞CFRP拉索斜拉橋這一主題，對(duì)其進(jìn)行了部分基礎(chǔ)性的研究，如超大跨CFRP拉索斜拉橋的力學(xué)性能、CFRP拉索試驗(yàn)橋的靜載試驗(yàn)及CFRP斜拉索試驗(yàn)橋錨具的性能分析。現(xiàn)將主要研究?jī)?nèi)容如下： (1)CFRP斜拉索試驗(yàn)橋的靜載試驗(yàn)和錨具研究 對(duì)國(guó)內(nèi)首

3、座CFRP拉索斜拉橋進(jìn)行了靜載試驗(yàn)分析，詳細(xì)介紹了靜載試驗(yàn)的主要內(nèi)容和方法，并將有限元模型的理論計(jì)算結(jié)果與該橋的試驗(yàn)實(shí)測(cè)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析。以國(guó)內(nèi)首座CFRP索斜拉橋上使用并獲得國(guó)家專利的直筒加內(nèi)錐式錨具為研究對(duì)象，對(duì)其進(jìn)行了影響因素的有限元分析，并提出了相應(yīng)的優(yōu)化方案。 (2)CFRP索超大跨斜拉橋的非線性靜力分析 探討了斜拉橋的各種非線性因素的分析理論和方法，并基于大型有限元分析軟件ANSYS對(duì)傳統(tǒng)斜拉橋的力學(xué)模型進(jìn)

4、行了討論，提出了方法的改進(jìn)。探索性的設(shè)計(jì)了主跨千米級(jí)的CFRP索斜拉橋和鋼索斜拉橋，對(duì)比分析了兩種斜拉橋的成橋受力狀態(tài)；詳細(xì)分析了各種非線性因素對(duì)兩種斜拉橋靜力學(xué)參數(shù)的影響程度。 (3)CFRP索超大跨斜拉橋的非線性動(dòng)力特性分析 闡述了斜拉橋動(dòng)力特性分析的有限元方法；對(duì)設(shè)計(jì)的主跨千米級(jí)的CFRP索斜拉橋和鋼索斜拉橋的固有動(dòng)力特性(包括自振頻率和模態(tài))進(jìn)行了對(duì)比分析；研究了結(jié)構(gòu)體系、邊跨輔助墩個(gè)數(shù)等設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)CFRP索斜拉