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《江苏大学》 2006年
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CFRP索斜拉桥力学特性研究及优化设计

龚向华  
【摘要】:近年来,随着斜拉桥向更大跨度的发展,对斜拉桥所使用的材料也提出了更高的要求。具有轻质、高强、耐腐蚀、耐疲劳等优良性能的碳纤维增强复合材料(CFRP)引起了土木工程界的广泛重视和兴趣。特别是在特大跨径斜拉桥中,CFRP拉索的优点体现尤为明显。 国内外对于CFRP拉索在斜拉桥中应用的相关研究和实例还很少,本文围绕CFRP拉索在斜拉桥中应用这一主题,开展了一系列的试验研究和理论分析,包括CFRP筋力学性能、CFRP筋锚固体系、大跨度CFRP索斜拉桥静力特性分析、CFRP索试验桥设计分析、CFRP索斜拉桥优化设计等五个方面。主要研究内容摘要如下: (1)CFRP筋力学性能的研究 基于大量的文献研究,并综合试验的基础上,对CFRP筋主要力学性能进行了研究分析。比较了CFRP筋与高强钢材料的性能异同,研究CFRP索在大跨度桥梁中代替钢索的可行性与优越性。 (2)CFRP筋锚固性能试验研究 主要包括锚具的开发研究和锚固形式的确定。在实验室对CFRP筋锚固性能进行相应的试验,设计出一套完整的CFRP索的锚固系统。并通过对粘结力与粘结长度分析,提出影响锚固效率的因素、最佳粘结长度等。 (3)大跨度CFRP索斜拉桥静力参数分析 阐述了各参数对大跨度斜拉桥特别是特大跨度斜拉桥的影响程度,并从静力特性角度比较了CFRP索斜拉桥与钢索斜拉桥的极限跨径,指出CFRP索在特大跨度斜拉桥中的应用前景。 (4)CFRP索试验桥设计与结构静力分析 对CFRP索斜拉桥的设计与施工工艺进行研究。对CFRP索斜拉桥成桥状态和静力性能进行计算分析,并对施工过程控制进行模拟。为今后CFRP索斜拉桥的建造进行探索和实践。 (5)CFRP索斜拉桥的优化设计 采用有限元优化设计技术对CFRP拉索斜拉桥进行优化计算,包括经济角度及力学性能的角度。以斜拉桥各受力参数为状态变量,得出优化后斜拉桥合理成桥状态。
【学位授予单位】:江苏大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:U441.5

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