超大跨径CFRP索斜拉桥抗震性能分析

发布时间：2017-06-25 16:10

  本文关键词：超大跨径CFRP索斜拉桥抗震性能分析，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：CFRP材料具有质量轻、强度大、耐腐蚀、耐疲劳等基本的优良性能,被广泛的运用于工程实践中。在桥梁的建设与设计中,斜拉桥拉索是主要的承重构件,随着跨径增大,斜拉索材料自重将会随跨度呈平方增长。因此,在超大跨径斜拉桥中采用钢拉索,其承载效率会非常低。因为CFRP材料的一系列优良特性,不但可以避免传统拉索锈蚀退化,并且在减轻结构自重、增强跨越能力及提高结构承载效率等方面都会起到有益作用。目前,关于超大跨径CFRP索斜拉桥的理论研究与实践运用还不多,特别是超大跨CFRP索斜拉桥抗震性能方面的研究更是少见。为此,本文对超大跨径CFRP索斜拉桥抗震性能分析这一主题进行研究,主要研究内容如下:1.超大跨径CFRP索斜拉桥动力特性分析。系统阐述了CFRP斜拉桥结构动力分析和研究的现状、以及斜拉桥动力分析研究的主要内容及常用方法;阐述了斜拉桥动力特性分析理论,建立主跨1600m的CFRP索和钢索斜拉桥有限元计算模型,采用子空间迭代法,对两种拉索斜拉桥主要动力特性进行对比。2.超大跨径CFRP索斜拉桥地震响应分析。介绍超大跨径CFRP索斜拉桥的地震响应研究现状,阐述了大跨度桥梁抗震的设计要点及地震波选择及输入,系统叙述了斜拉桥地震响应分析理论;采用时程分析方法对比分析超大跨径CFRP索与钢索斜拉桥多个目标函数的地震响应时程和关键截面的响应峰值。3.超大跨径CFRP索斜拉桥减震控制研究。本文采用粘滞阻尼器和纵向弹性索两种减震装置,对斜拉桥梁端位移、主跨跨中位移及内力、边跨跨中位移及内力、主梁桥塔交界处内力、桥塔塔顶位移、桥塔塔底内力进行计算。比较分析了CFRP索与钢索斜拉桥在施加两种减震措施情况下的减震效果。本文通过以上研究获得了对超大跨径CFRP索斜拉桥抗震性能的分析数据和研究结论,为超大跨径CFRP索斜拉桥动力特性和抗震性能的进一步研究提供了一定的理论依据和实际参考。
【关键词】：碳纤维增强聚合物(CFRP) 斜拉桥 动力特性 地震响应 减震控制
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U442.55;U448.27
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 绪论10-19
• 1.1 现代斜拉桥的发展趋势及面临的问题10
• 1.2 CFRP拉索材料的性能及初步应用10-13
• 1.2.1 CFRP拉索材料的优点10-12
• 1.2.2 CFRP拉索材料不足12
• 1.2.3 CFRP材料在斜拉桥中的初步应用12-13
• 1.3 CFRP索斜拉桥抗震研究进展与现状13-17
• 1.3.1 CFRP索斜拉桥动力特性研究现状13-14
• 1.3.2 CFRP索斜拉桥地震响应研究现状14-16
• 1.3.3 CFRP索斜拉桥减震控制研究现状16-17
• 1.4 论文的选题背景及研究意义17-18
• 1.5 本文的主要研究内容18-19
• 第二章 斜拉桥地震动力分析理论与有限元建模方法19-33
• 2.1 斜拉桥动力特性分析19-23
• 2.1.1 斜拉桥结构动力特性分析内容19
• 2.1.2 斜拉桥结构动力特性分析理论19-23
• 2.1.3 斜拉桥结构动力特性分析方法23
• 2.2 斜拉桥地震响应分析理论23-30
• 2.2.1 斜拉桥地震响应概率性分析方法[23]24-26
• 2.2.2 斜拉桥地震响应确定性分析方法[24]26-29
• 2.2.3 地震响应分析方法比较29-30
• 2.3 超大跨径斜拉桥有限元建模方法[28]30-32
• 2.4 本章小结32-33
• 第三章 超大跨径CFRP索斜拉桥动力特性分析33-43
• 3.1 引言33
• 3.2 超大跨径斜拉桥动力特性分析模型的建立33-36
• 3.2.1 设计参数33-34
• 3.2.2 超大跨径斜拉桥建模要点34-36
• 3.3 动力特性分析36-41
• 3.3.1 动力特性分析结果36-41
• 3.3.2 计算结果对比分析41
• 3.4 本章小结41-43
• 第四章 超大跨径CFRP索斜拉桥地震响应分析43-63
• 4.1 引言43
• 4.2 超大跨径斜拉桥地震响应分析概述43-45
• 4.2.1 超大跨度桥梁抗震设计方法43-44
• 4.2.2 超大跨桥梁抗震设计规范44
• 4.2.3 地震响应分析的地震动输入确定44-45
• 4.3 超大跨径CFRP索斜拉桥地震响应分析算例45-61
• 4.3.1 分析模型的建立45-46
• 4.3.2 地震波输入46-47
• 4.3.3 一致激励地震响应分析结果47-53
• 4.3.4 多点激励地震响应分析结果53-61
• 4.4 本章小结61-63
• 第五章 超大跨径CFRP索斜拉桥减震控制分析63-72
• 5.1 引言63
• 5.2 减震控制原理及方法63-66
• 5.2.1 粘滞阻尼器减震控制方法63-64
• 5.2.2 粘滞阻尼器减震原理64-65
• 5.2.3 纵向弹性约束装置减震原理65-66
• 5.3 超大跨径CFRP索斜拉桥地震控制分析算例66-71
• 5.3.1 粘滞阻尼器参数选择67
• 5.3.2 纵向弹性约束索参数选择67-68
• 5.3.3 减震装置下主要节点位移比较68-69
• 5.3.4 减震装置下关键截面内力比较69-71
• 5.4 本章小结71-72
• 结论与展望72-75
• 1.结论72-74
• 2.展望74-75
• 参考文献75-78
• 致谢78

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