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《中南林业科技大学》 2010年
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CFRP筋应用在系杆拱桥中受力性能试验研究

刘灵勇  
【摘要】:本文以湖南省自然科学基金项目(06JJ2101)“碳纤维(CFRP)吊索在大跨径系杆拱桥中的受力性能及应用研究”为背景,结合芷江舞水大桥,按照相似原理,建立了碳纤维系杆拱桥缩尺试验模型。并采用空间有限元分析软件Midas/Civil对模型桥使用阶段各工况进行了空间模拟分析。为碳纤维筋在拱桥中的推广应用提供了详实的试验数据与可靠的理论依据。主要完成了以下工作:综述了FRP筋的种类与性能以及CFRP在国内外的应用研究现状;根据系杆拱桥的受力特点,采用空间有限元分析程序Midas/Civil建立有限元模型;通过相似分析,确定模型各构件截面形状及尺寸,并制作实验模型;分析在各工况作用下碳纤维系杆拱桥的变形和拱肋、碳纤维筋系杆、纵梁、吊杆等各部分的受力状态;将模型试验结果和有限元理论分析结果进行对比,考察理论分析结果的正确性。 通过有限元分析数据与模型桥实测数据的对比,结果表明:模型在使用阶段各工况的作用下,模型的挠度和应力结果均与荷载呈线性关系,实测值和有限元理论值都较为接近。应力水平也都较低,满足结构的受力需要。配置CFRP系杆的钢箱系杆拱桥符合设计与规范要求。CFRP系杆拉力和拱脚水平位移的实测结果与有限元分析结果基本吻合,用有限元程序的计算分析结果指导模型桥测点选取和加载等工作是可行的,其分析结果是正确的。CFRP作为系杆其总预应力损失率的最大测量值为2.1%,预应力损失较小,其预应力值稳定。 在系杆拱桥中应用碳纤维复合材料(CFRP)吊、系杆是可行的,并能提高系杆拱桥的跨越能力,提高系杆拱桥在大跨径桥梁体系中的竞争力。随着碳纤维复合材料(CFRP)生产技术的提高,其经济效益变得明显。
【学位授予单位】:中南林业科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:U441

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【参考文献】
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