超大跨徑CFRP纜索懸索橋力學(xué)性能分析.pdf

1、在新世紀(jì)，超大跨徑懸索橋的研究越來越受到橋梁設(shè)計(jì)者的重視，尤其是新材料在超大跨懸索橋中的應(yīng)用研究。由于超大跨徑懸索橋結(jié)構(gòu)柔性大、幾何非線性效應(yīng)突出，使成橋狀態(tài)的力學(xué)性能與抗風(fēng)穩(wěn)定性問題變得復(fù)雜，因此，開展有關(guān)這一領(lǐng)域的研究十分必要。本文就CFRP纜索懸索橋與鋼纜索懸索橋的力學(xué)性能及抗風(fēng)穩(wěn)定性做基本的研究分析。
　　 首先，系統(tǒng)地闡述了懸索橋的計(jì)算理論，包括彈性理論和撓度理論，以及現(xiàn)階段采用的有限位移理論和解析計(jì)算理論，并對(duì)比分析

2、了后兩個(gè)理論的優(yōu)缺點(diǎn)，為懸索橋的力學(xué)性能分析提供了理論基礎(chǔ)。
　　 其次，采用有限元法對(duì)比分析了主跨2000m、3000m級(jí)CFRP纜索懸索橋與鋼纜索懸索橋及5000m級(jí)CFRP纜索懸索橋的靜力性能，包括恒荷載、車輛荷載、溫度荷載作用下的靜力性能。CFRP纜索懸索橋在恒荷載作用下主纜張力、吊索索力均小于鋼纜索懸索橋，但加勁梁彎矩略大；在汽車荷載作用下豎向位移和扭轉(zhuǎn)角均大于鋼纜索懸索橋，但變形量都不大，滿足實(shí)際使用需求；溫度作用對(duì)

3、鋼纜索懸索橋影響較大，對(duì)CFRP纜索懸索橋影響甚小，這是由兩種材料線膨脹系數(shù)不同產(chǎn)生的結(jié)果。
　　 再次，采用有限元法對(duì)比分析了主跨2000m、3000m級(jí)CFRP纜索懸索橋與鋼纜索懸索橋及5000m級(jí)CFRP纜索懸索橋的動(dòng)力性能，包括結(jié)構(gòu)的自振特性與自振頻率。CFRP纜索懸索橋與鋼纜索懸索橋的各階振型形狀相似，CFRP纜索懸索橋側(cè)向振動(dòng)基頻略小于鋼纜索懸索橋，豎向振動(dòng)基頻略大，扭轉(zhuǎn)基頻有明顯提高，扭彎頻率比明顯占優(yōu)，抗風(fēng)穩(wěn)定性