大跨徑CFRP纜索懸索橋靜動(dòng)力性能分析.pdf

1、從幾米、幾十米的石板橋，到千米級(jí)的大跨徑橋梁，每次橋梁跨徑有大的飛躍都伴隨著新材料的出現(xiàn)。隨著交通運(yùn)輸事業(yè)的飛速發(fā)展，人類需要將懸索橋推向更大跨度，以滿足跨越海峽的需求。但是，傳統(tǒng)鋼纜索因抗銹蝕能力差、自重大等缺點(diǎn)，將不能再適應(yīng)修建更大跨度橋梁的需要，而碳纖維增強(qiáng)聚合材料(CFRP)的輕質(zhì)高強(qiáng)、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)在大跨度橋梁建造中日益突顯出來(lái)。鑒于目前尚無(wú)建成的CFRP纜索懸索橋，本文僅就CFRP纜索懸索橋與鋼纜索懸索橋的靜動(dòng)力性能及影響參數(shù)

2、做基本的理論對(duì)比研究。 本文首先系統(tǒng)地闡述了懸索橋計(jì)算理論，包括早期的彈性理論和撓度理論，以及現(xiàn)階段主要采用的有限位移理論和解析計(jì)算理論，并對(duì)比分析了后兩者的優(yōu)缺點(diǎn)，為懸索橋的靜、動(dòng)力分析提供理論基礎(chǔ)。 其次，采用有限元法對(duì)比分析了CFRP纜索懸索橋與鋼纜索懸索橋在車輛荷載、靜風(fēng)荷載、溫度等作用下的靜力性能。對(duì)比分析了兩種纜索懸索橋在半幅、滿載工況時(shí)的偏載效應(yīng)，通過(guò)分析該工況下主纜、吊索和加勁梁的位移和內(nèi)力響應(yīng)，指出兩者

3、內(nèi)力相差不大，CFRP纜索豎向位移較鋼纜索稍大，但仍能滿足設(shè)計(jì)規(guī)范要求；對(duì)比分析了兩種橋梁在升溫和降溫時(shí)的作用效應(yīng)，指出CFRP纜索懸索橋受溫度影響遠(yuǎn)小于鋼纜索懸索橋。 本文還對(duì)CFRP纜索懸索橋的動(dòng)力特性進(jìn)行了初步研究，為進(jìn)一步的風(fēng)致振動(dòng)、抗震等研究提供分析依據(jù)。通過(guò)建立CFRP纜索/鋼纜索懸索橋三維模型，對(duì)比分析了兩種纜索懸索橋的自振特性；分析了垂跨比、中央扣、主纜剛度、加勁梁剛度、吊索剛度等參數(shù)對(duì)CFRP纜索懸索橋動(dòng)力特性