CFRP拉索系桿拱橋非線性靜力性能研究.pdf

1、系桿拱橋的出現(xiàn)解決了在軟土地基上修建拱橋的困難，有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力，在大跨度橋梁中也占有一席之地。但鋼拉索自重大、易疲勞、易腐蝕，而CFRP拉索具有高強(qiáng)、輕質(zhì)、耐腐蝕和耐疲勞等優(yōu)點(diǎn)。采用CFRP拉索將是解決鋼拉索疲勞、腐蝕問題的有效途徑。 CFRP材料具有與普通鋼材不同的物理力學(xué)特征，根據(jù)兩種材料的物理力學(xué)性能差異，本文分析了CFRP拉索非線性靜力性能、CFRP拉索系桿拱橋非線性靜力性能和CFRP拉索系桿拱橋穩(wěn)定與極限承載力。為了解

2、結(jié)構(gòu)在荷載作用下的真實(shí)反應(yīng)，開發(fā)了適合用來(lái)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行非線性分析的有限元程序。本文研究的主要內(nèi)容與成果如下： (1)采用U.L列式法和分層梁模型，編寫了平面桿系結(jié)構(gòu)雙重非線性靜力分析程序DNFEA。程序DNFEA在幾何非線性方面，可以考慮垂度效應(yīng)、梁柱效應(yīng)和大位移效應(yīng)，在材料非線性方面，可以考慮鋼管混凝土、普通混凝土和鋼材的非線性特性。 (2)推導(dǎo)索形基本方程，并根據(jù)索形基本方程，推出了具體問題的計(jì)算公式。分析了CFR

3、P索和鋼索的垂度效應(yīng)、極限長(zhǎng)度和承載效率、溫度作用響應(yīng)及力學(xué)模型和精度等。發(fā)現(xiàn)CFRP拉索相對(duì)于鋼拉索具有一系列的優(yōu)點(diǎn)。 (3)用CFRP索按拉索極限拉力相等的原則替換鋼索，分別對(duì)CFRP拉索和鋼拉索系桿拱橋的恒載、活載和溫度作用效應(yīng)進(jìn)行了對(duì)比分析。由于吊桿剛度降低，CFRP索拱橋中梁的撓度比鋼索拱橋中梁的撓度大。降溫作用時(shí)CFRP拉索拱橋比鋼拉索拱橋有利，升溫作用時(shí)則相反。 (4)針對(duì)吊桿的非保向力效應(yīng)，分析了CFRP