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大跨径CFRP缆索悬索桥静动力性能分析
| 论文题名： | 大跨径CFRP缆索悬索桥静动力性能分析 |
| 关键词： | 悬索桥;碳纤维增强聚合物缆索;静力性能;动力性能;自振特性 |
| 摘要： | 从几米、几十米的石板桥，到千米级的大跨径桥梁，每次桥梁跨径有大的飞跃都伴随着新材料的出现。随着交通运输事业的飞速发展，人类需要将悬索桥推向更大跨度，以满足跨越海峡的需求。但是，传统钢缆索因抗锈蚀能力差、自重大等缺点，将不能再适应修建更大跨度桥梁的需要，而碳纤维增强聚合材料(CFRP)的轻质高强、耐腐蚀等优点在大跨度桥梁建造中日益突显出来。鉴于目前尚无建成的CFRP缆索悬索桥，本文仅就CFRP缆索悬索桥与钢缆索悬索桥的静动力性能及影响参数做基本的理论对比研究。 本文首先系统地阐述了悬索桥计算理论，包括早期的弹性理论和挠度理论，以及现阶段主要采用的有限位移理论和解析计算理论，并对比分析了后两者的优缺点，为悬索桥的静、动力分析提供理论基础。 其次，采用有限元法对比分析了CFRP缆索悬索桥与钢缆索悬索桥在车辆荷载、静风荷载、温度等作用下的静力性能。对比分析了两种缆索悬索桥在半幅、满载工况时的偏载效应，通过分析该工况下主缆、吊索和加劲梁的位移和内力响应，指出两者内力相差不大，CFRP缆索竖向位移较钢缆索稍大，但仍能满足设计规范要求；对比分析了两种桥梁在升温和降温时的作用效应，指出CFRP缆索悬索桥受温度影响远小于钢缆索悬索桥。 本文还对CFRP缆索悬索桥的动力特性进行了初步研究，为进一步的风致振动、抗震等研究提供分析依据。通过建立CFRP缆索/钢缆索悬索桥三维模型，对比分析了两种缆索悬索桥的自振特性；分析了垂跨比、中央扣、主缆刚度、加劲梁刚度、吊索刚度等参数对CFRP缆索悬索桥动力特性的影响。 |
| 作者： | 马文刚 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 黄平明;梅葵花 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2008 |
| 正文语种： | 中文 |
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