CFRP系桿拱橋的受力性能研究.pdf

1、研究大跨度的拱橋越來(lái)越受到當(dāng)今橋梁設(shè)計(jì)者的重視,尤其是新材料在大跨拱橋中的應(yīng)用研究。由于大跨度拱橋結(jié)構(gòu)柔性大,其幾何非線性效應(yīng)更為突出,成橋狀態(tài)的靜動(dòng)力特性變得更為復(fù)雜,因此,開(kāi)展有關(guān)這一領(lǐng)域的研究十分重要。本文以某鋼管混凝土系桿拱橋?yàn)檠芯繉?duì)象,根據(jù)系桿拱橋的受力特點(diǎn),采用有限元分析程序Midas/Civil建立有限元模型,就CFRP系桿拱橋與鋼系桿拱橋的靜動(dòng)力性能和穩(wěn)定性做基本的理論對(duì)比分析研究。
　　本文首先系統(tǒng)地闡述了鋼管混

2、凝土系桿拱橋的特點(diǎn)以及有限元計(jì)算理論,包括有限元的分析步驟和模態(tài)分析理論,以及系桿拱橋的分析計(jì)算的基本假定和設(shè)計(jì)理論,為拱橋的靜、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系桿拱橋與鋼系桿拱橋的靜力性能,包括恒載、車(chē)輛荷載、溫度作用下的靜力性能。CFRP系桿拱橋在恒載作用下拱肋、系桿、吊桿內(nèi)力及位移均和鋼系桿拱橋接近,內(nèi)力及位移無(wú)顯著差別。
　　再次,闡述了系桿拱橋的動(dòng)力分析的意義和動(dòng)力特性分析方法,包

3、括結(jié)構(gòu)的自振特性。由分析,可以得出大跨度拱橋在自振特性上的一般規(guī)律和CFRP系桿拱橋特有的自振特性,CFRP系桿拱橋與鋼系桿拱橋的各階振型形狀相似。本文通過(guò)對(duì)比研究,系統(tǒng)探討了系桿拱橋拱肋及吊桿的結(jié)構(gòu)形式變化對(duì)系桿拱橋動(dòng)力特性的影響,對(duì)于橋梁結(jié)構(gòu)選型具有指導(dǎo)意義。
　　最后,本文還對(duì)大跨徑CFRP系桿拱橋穩(wěn)定性進(jìn)行了初步研究,CFRP系桿拱橋與鋼系桿拱橋的穩(wěn)定系數(shù)很接近,得出一些具有一定參考價(jià)值的結(jié)論。通過(guò)算例,分析了配置碳纖維(