超大跨徑CFRP纜索懸索橋力學性能分析.pdf

1、在新世紀，超大跨徑懸索橋的研究越來越受到橋梁設計者的重視，尤其是新材料在超大跨懸索橋中的應用研究。由于超大跨徑懸索橋結構柔性大、幾何非線性效應突出，使成橋狀態(tài)的力學性能與抗風穩(wěn)定性問題變得復雜，因此，開展有關這一領域的研究十分必要。本文就CFRP纜索懸索橋與鋼纜索懸索橋的力學性能及抗風穩(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算理論，并對比分析

2、了后兩個理論的優(yōu)缺點，為懸索橋的力學性能分析提供了理論基礎。
　　 其次，采用有限元法對比分析了主跨2000m、3000m級CFRP纜索懸索橋與鋼纜索懸索橋及5000m級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角均大于鋼纜索懸索橋，但變形量都不大，滿足實際使用需求；溫度作用對

3、鋼纜索懸索橋影響較大，對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)生的結果。
　　 再次，采用有限元法對比分析了主跨2000m、3000m級CFRP纜索懸索橋與鋼纜索懸索橋及5000m級CFRP纜索懸索橋的動力性能，包括結構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纜索懸索橋側向振動基頻略小于鋼纜索懸索橋，豎向振動基頻略大，扭轉基頻有明顯提高，扭彎頻率比明顯占優(yōu)，抗風穩(wěn)定性