CFRP索斜拉橋的靜動力性能研究.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構自重等問題變得日趨明顯，這就對斜拉橋所使用的材料提出了更高的要求。碳纖維增強復合材料(CFRP)具有輕質、高強、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，同時在減輕斜拉橋上部結構自重、提高斜拉橋跨越能力和承載效率等方面都會產生積極作用

2、，從而在跨海、跨洲際的大橋建設中發(fā)揮技術優(yōu)勢和經濟優(yōu)勢。 目前，國內外對于CFRP拉索斜拉橋的相關研究和實際工程還不多，研究成果還很少；我國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，對其進行了部分基礎性的研究，如超大跨CFRP拉索斜拉橋的力學性能、CFRP拉索試驗橋的靜載試驗及CFRP斜拉索試驗橋錨具的性能分析。現將主要研究內容如下： (1)CFRP斜拉索試驗橋的靜載試驗和錨具研究 對國內首

3、座CFRP拉索斜拉橋進行了靜載試驗分析，詳細介紹了靜載試驗的主要內容和方法，并將有限元模型的理論計算結果與該橋的試驗實測結果進行了對比分析。以國內首座CFRP索斜拉橋上使用并獲得國家專利的直筒加內錐式錨具為研究對象，對其進行了影響因素的有限元分析，并提出了相應的優(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對傳統(tǒng)斜拉橋的力學模型進

4、行了討論，提出了方法的改進。探索性的設計了主跨千米級的CFRP索斜拉橋和鋼索斜拉橋，對比分析了兩種斜拉橋的成橋受力狀態(tài)；詳細分析了各種非線性因素對兩種斜拉橋靜力學參數的影響程度。 (3)CFRP索超大跨斜拉橋的非線性動力特性分析 闡述了斜拉橋動力特性分析的有限元方法；對設計的主跨千米級的CFRP索斜拉橋和鋼索斜拉橋的固有動力特性(包括自振頻率和模態(tài))進行了對比分析；研究了結構體系、邊跨輔助墩個數等設計參數對CFRP索斜拉