CFRP索斜拉-懸吊協(xié)作體系橋力學(xué)性能分析.pdf

1、碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(CarbonFiberReinforcedPlastics，簡(jiǎn)稱(chēng)CFRP)，具有比重小、強(qiáng)度高、抗疲勞、耐腐蝕等優(yōu)良性能，在大跨乃至超大跨橋梁結(jié)構(gòu)中具有廣闊的應(yīng)用前景。斜拉-懸吊協(xié)作體系橋?qū)崿F(xiàn)了斜拉橋和懸索橋兩種結(jié)構(gòu)的相互協(xié)作，彌補(bǔ)了各自的缺點(diǎn)和不足，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，勢(shì)必將成為跨海大橋的優(yōu)選結(jié)構(gòu)型式。本文依托國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51078170)，探索性地將CFRP索運(yùn)用到斜拉-懸吊協(xié)作體系橋當(dāng)中，對(duì)整橋結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行了分

2、析和研究，主要研究?jī)?nèi)容及成果摘要如下:
　　 1.探討了斜拉-懸吊協(xié)作體系橋的分析理論及其在非線(xiàn)性有限元軟件中的實(shí)現(xiàn)方法。在懸索橋及斜拉橋分析理論的基礎(chǔ)上，歸納總結(jié)了斜拉-懸吊協(xié)作體系橋的計(jì)算理論和分析方法。針對(duì)斜拉-懸吊協(xié)作體系橋的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，從其主要構(gòu)件出發(fā)，討論了其基本建模及計(jì)算方法。
　　 2.CFRP索斜拉-懸吊協(xié)作體系橋靜力性能分析。采用三維非線(xiàn)性有限元方法，建立了一座主跨跨度為800m的斜拉-懸吊協(xié)作體系橋模

3、型，并分別按等軸向剛度及等強(qiáng)度原則用CFRP索替換傳統(tǒng)鋼索，進(jìn)行整橋靜力性能的計(jì)算和分析，主要包括成橋狀態(tài)索力分析、恒載及車(chē)載內(nèi)力分析。并對(duì)比了不同換索條件下，兩種索斜拉-懸吊協(xié)作體系橋靜力性能的差異。
　　 3.CFRP索斜拉-懸吊協(xié)作體系橋動(dòng)力性能分析。以斜拉橋和懸索橋?yàn)槔?，論述了纜索體系橋梁動(dòng)力分析的基本方法?；陟o力分析所建立的模型，采用有限元?jiǎng)恿μ匦苑治龇椒?，?duì)主跨800m的CFRP索和鋼索斜拉-懸吊協(xié)作體系橋的動(dòng)力特

4、性進(jìn)行計(jì)算分析，主要是對(duì)其自振頻率和振型進(jìn)行了分析和比較。
　　 4.CFRP索斜拉-懸吊協(xié)作體系橋地震響應(yīng)分析。論述了橋梁結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)分析的基本理論，在動(dòng)力分析的基礎(chǔ)上，對(duì)模型進(jìn)行一系列修正，采用時(shí)程分析法對(duì)主跨800m的CFRP索斜拉-懸吊協(xié)作體系橋和鋼索斜拉-懸吊協(xié)作體系橋進(jìn)行三維地震響應(yīng)分析，為大跨度CFRP索斜拉-懸吊協(xié)作體系橋抗震設(shè)計(jì)提供一些參考。
　　 通過(guò)以上幾項(xiàng)主要研究工作，本文主要得出了關(guān)于CFRP索