碳纖維索在大跨度纜索承重橋梁上的應(yīng)用研究.pdf

1、目前，大跨度纜索承重橋梁主要承重構(gòu)件的纜索基本都采用高強鋼材。與鋼材相比，碳纖維材料具有強度高、自重輕、抗腐蝕、抗疲勞、耐久性好等優(yōu)點，特別適合用作要求高強輕質(zhì)和耐久性好的纜索材料。采用碳纖維索代替鋼索，可以減輕橋梁自重，并減小下部結(jié)構(gòu)的規(guī)模，增大橋梁的跨徑，對降低綜合經(jīng)濟指標和施工技術(shù)難度都具有十分重要的意義。本文對碳纖維索以及采用碳纖維索的超大跨度斜拉橋和懸索橋的力學(xué)性能包括靜力特性、動力特性以及抗風(fēng)抗震性能等方面進行了系統(tǒng)的分析，

2、探討了碳纖維索在纜索承重橋梁中應(yīng)用的可能性，研究成果對超大跨度纜索承重橋梁的設(shè)計具有很好的理論意義和參考應(yīng)用價值。 首先，通過理論分析，研究了碳纖維索的靜力性能(包括索的線形、垂度效應(yīng)、等效彈性模量、自重應(yīng)力、極限長度以及承載效率等)和動力特性；其次，基于潤楊長江大橋和主跨1400m的斜拉橋設(shè)計方案，采用纜索等軸向剛度和等強度的方法，擬定了同跨度采用碳纖維索的懸索橋和斜拉橋方案橋，并采用橋梁結(jié)構(gòu)有限元分析軟件MIDAS/Civi

3、l、結(jié)構(gòu)三維非線性空氣靜力分析程序BSNAA以及橋梁空氣動力穩(wěn)定性分析程序BSLFA，分析了纜索承重橋梁的靜力、動力、抗震以及抗風(fēng)等方面的性能，并與鋼索情況進行了比較。 通過分析和比較表明：(1)與鋼索相比，碳纖維纜索具有垂度小、等效彈性模量高、自重應(yīng)力小、極限長度大和承載效率高以及動力性能好等特點；(2)纜索承重橋梁采用碳纖維索后，特別是纜索截面采用等軸向剛度方法確定時，與鋼索情況相比，結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形小，自振頻率高，并具有更