CFRP系桿拱橋的受力性能研究.pdf

1、研究大跨度的拱橋越來越受到當今橋梁設計者的重視,尤其是新材料在大跨拱橋中的應用研究。由于大跨度拱橋結構柔性大,其幾何非線性效應更為突出,成橋狀態(tài)的靜動力特性變得更為復雜,因此,開展有關這一領域的研究十分重要。本文以某鋼管混凝土系桿拱橋為研究對象,根據(jù)系桿拱橋的受力特點,采用有限元分析程序Midas/Civil建立有限元模型,就CFRP系桿拱橋與鋼系桿拱橋的靜動力性能和穩(wěn)定性做基本的理論對比分析研究。
　　本文首先系統(tǒng)地闡述了鋼管混

2、凝土系桿拱橋的特點以及有限元計算理論,包括有限元的分析步驟和模態(tài)分析理論,以及系桿拱橋的分析計算的基本假定和設計理論,為拱橋的靜、動力分析提供理論基礎。
　　其次,采用有限元法對比分析了CFRP系桿拱橋與鋼系桿拱橋的靜力性能,包括恒載、車輛荷載、溫度作用下的靜力性能。CFRP系桿拱橋在恒載作用下拱肋、系桿、吊桿內(nèi)力及位移均和鋼系桿拱橋接近,內(nèi)力及位移無顯著差別。
　　再次,闡述了系桿拱橋的動力分析的意義和動力特性分析方法,包

3、括結構的自振特性。由分析,可以得出大跨度拱橋在自振特性上的一般規(guī)律和CFRP系桿拱橋特有的自振特性,CFRP系桿拱橋與鋼系桿拱橋的各階振型形狀相似。本文通過對比研究,系統(tǒng)探討了系桿拱橋拱肋及吊桿的結構形式變化對系桿拱橋動力特性的影響,對于橋梁結構選型具有指導意義。
　　最后,本文還對大跨徑CFRP系桿拱橋穩(wěn)定性進行了初步研究,CFRP系桿拱橋與鋼系桿拱橋的穩(wěn)定系數(shù)很接近,得出一些具有一定參考價值的結論。通過算例,分析了配置碳纖維(