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应用碳纤维索的大跨度斜拉桥静力学特性分析

浙江大学学报（工学版） 2005年第1期39卷 137-142页

作者：苟昌焕谢旭高金盛黄剑源中华大学土木工程学系浙江大学土木工程学系浙江杭州310027 淡江大学营建系宁波大学土木工程学系浙江宁波315211

为了验证碳纤维拉索在大跨度斜拉桥中的应用可能性,以跨度1400m的钢斜拉桥设计模型为对象,用三维非线性计算理论分析了碳纤维拉索斜拉桥的承载能力、静力抗风特性以及使用荷载作用下的力学行为.通过与同跨度钢索斜拉桥比较,讨论了碳纤... 详细信息

为了验证碳纤维拉索在大跨度斜拉桥中的应用可能性,以跨度1400m的钢斜拉桥设计模型为对象,用三维非线性计算理论分析了碳纤维拉索斜拉桥的承载能力、静力抗风特性以及使用荷载作用下的力学行为.通过与同跨度钢索斜拉桥比较,讨论了碳纤维拉索对大跨度斜拉桥静力学特性的影响.分析结果表明,(1)由于拉索没有屈服点,在极限状态下可以分担比较多的竖向荷载,桥梁的极限承载能力有所提高;(2)具有同样的抗风稳定性;(3)在正常使用条件下的最不利压缩应力基本上一致;(4)竖向变形刚度有所下降.

关键词：斜拉桥碳纤维索极限强度抗风稳定性静力特性

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应用碳纤维索的大跨度斜拉桥结构振动特性

浙江大学学报（工学版） 2005年第5期39卷 728-733页

作者：谢旭高金盛苟昌焕黄剑源浙江大学土木工程学系浙江杭州310027 淡江大学营建学系中华大学土木工程学系宁波大学土木工程学系浙江宁波315211

应用考虑拉索局部振动影响的计算理论,对主跨为1.4km的碳纤维索斜拉桥设计模型进行了结构振动特性分析.从振型、自振频率和振型能量分布等方面比较了碳纤维索和钢索对大跨度斜拉桥结构动力特性的影响以及发生索桥耦合振动的可能性.计算... 详细信息

应用考虑拉索局部振动影响的计算理论,对主跨为1.4km的碳纤维索斜拉桥设计模型进行了结构振动特性分析.从振型、自振频率和振型能量分布等方面比较了碳纤维索和钢索对大跨度斜拉桥结构动力特性的影响以及发生索桥耦合振动的可能性.计算结果表明,轻量碳纤维索自振频率高,全桥的拉索第1阶频率分布在0.43～2.15Hz,普遍高于桥梁主要振型的频率,发生索桥共振的可能性较小;自重大的钢索第1阶频率分布在0.16～0.79Hz,覆盖了桥梁低阶振型的频率,在主要振型中出现了明显的索桥耦合振动现象.根据主要振型的能量比例分布,在竖弯振型中碳纤维索的振型能量比例略小于钢索,这有利于改善斜拉桥结构的振动问题.研究结果证明了碳纤维索在大跨度斜拉桥中具有很好的应用性能.

关键词：斜拉桥振动特性内部共振碳纤维索

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碳纤维索(CFRP)斜拉桥的抗震性能分析

建筑技术 2010年第1期41卷 60-63页

作者：卢鹏程应磊东丽水学院浙江丽水323000 浙江工业大学杭州320012

为研究特大跨度碳纤维索(CFRP)斜拉桥的抗震性能,以主跨为1700m的钢斜拉桥为例,运用三维非线性有限元理论进行抗震性能分析。分析结果表明,特大跨度斜拉桥采用碳纤维索后:(1)减小了桥梁的最大内力值,改善了结构的受力状态;(2)桥梁的变... 详细信息

为研究特大跨度碳纤维索(CFRP)斜拉桥的抗震性能,以主跨为1700m的钢斜拉桥为例,运用三维非线性有限元理论进行抗震性能分析。分析结果表明,特大跨度斜拉桥采用碳纤维索后:(1)减小了桥梁的最大内力值,改善了结构的受力状态;(2)桥梁的变形特征基本接近。因此,从抗震性能方面考虑,特大跨度斜拉桥采用碳纤维索是可行的,斜拉索截面的确定建议采用等刚度的方法。

关键词：斜拉桥碳纤维索抗震性能

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碳纤维索在大跨度缆索承重桥梁上的应用研究

碳纤维索在大跨度缆索承重桥梁上的应用研究

作者：应磊东浙江工业大学

学位级别：硕士

目前,大跨度缆索承重桥梁主要承重构件的缆索基本都采用高强钢材。与钢材相比,碳纤维材料具有强度高、自重轻、抗腐蚀、抗疲劳、耐久性好等优点,特别适合用作要求高强轻质和耐久性好的缆索材料。采用碳纤维索代替钢索,可以减轻桥梁自重... 详细信息

目前,大跨度缆索承重桥梁主要承重构件的缆索基本都采用高强钢材。与钢材相比,碳纤维材料具有强度高、自重轻、抗腐蚀、抗疲劳、耐久性好等优点,特别适合用作要求高强轻质和耐久性好的缆索材料。采用碳纤维索代替钢索,可以减轻桥梁自重,并减小下部结构的规模,增大桥梁的跨径,对降低综合经济指标和施工技术难度都具有十分重要的意义。本文对碳纤维索以及采用碳纤维索的超大跨度斜拉桥和悬索桥的力学性能包括静力特性、动力特性以及抗风抗震性能等方面进行了系统的分析,探讨了碳纤维索在缆索承重桥梁中应用的可能性,研究成果对超大跨度缆索承重桥梁的设计具有很好的理论意义和参考应用价值。首先,通过理论分析,研究了碳纤维索的静力性能(包括索的线形、垂度效应、等效弹性模量、自重应力、极限长度以及承载效率等)和动力特性;其次,基于润杨长江大桥和主跨1400m的斜拉桥设计方案,采用缆索等轴向刚度和等强度的方法,拟定了同跨度采用碳纤维索的悬索桥和斜拉桥方案桥,并采用桥梁结构有限元分析软件MIDAS/Civil、结构三维非线性空气静力分析程序BSNAA以及桥梁空气动力稳定性分析程序BSLFA,分析了缆索承重桥梁的静力、动力、抗震以及抗风等方面的性能,并与钢索情况进行了比较。通过分析和比较表明:(1)与钢索相比,碳纤维缆索具有垂度小、等效弹性模量高、自重应力小、极限长度大和承载效率高以及动力性能好等特点;(2)缆索承重桥梁采用碳纤维索后,特别是缆索截面采用等轴向刚度方法确定时,与钢索情况相比,结构的内力和变形小,自振频率高,并具有更好的抗风稳定性和抗震性能,因此大跨度缆索承重桥梁采用碳纤维缆索是可行的;(3)采用碳纤维索时,缆索截面尺寸应采用等轴向刚度方法确定。

关键词：缆索承重桥梁碳纤维索静力特性动力特性抗风稳定性抗震性能等轴向刚度等强度

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应用碳纤维索的斜拉桥地震响应分析

工程力学 2008年第A1期25卷 158-164,183页

作者：张治成谢旭张鹤浙江大学土木工程系浙江杭州310027

以在建的杭州湾跨海大桥北航道桥为对象,采用强度等效的原则将原桥的钢丝索替换成碳纤维索,利用能考虑拉索局部振动的斜拉桥地震响应分析程序,分析比较了同一地震荷载作用下碳纤维索斜拉桥与钢丝索斜拉桥的振动特性及地震响应差异,并探... 详细信息

以在建的杭州湾跨海大桥北航道桥为对象,采用强度等效的原则将原桥的钢丝索替换成碳纤维索,利用能考虑拉索局部振动的斜拉桥地震响应分析程序,分析比较了同一地震荷载作用下碳纤维索斜拉桥与钢丝索斜拉桥的振动特性及地震响应差异,并探讨了引起差异的根本原因。结果表明:索桥耦合振动是引起两种拉索斜拉桥的振动特性和地震响应存在差异的根本原因,碳纤维索的自振频率高,发生索桥耦合振动的可能性低于钢索斜拉桥,同一地震荷载作用下碳纤维索斜拉桥的地震响应要较钢丝索斜拉桥有不同程度的降低。

关键词：斜拉桥碳纤维索钢丝索振动特性振型阻尼地震响应

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体外预应力碳纤维索加固混凝土梁试验研究

工业建筑 2008年第4期38卷 104-108页

作者：张轲叶列平岳清瑞北京中建衡建筑工程检测鉴定有限公司北京100011 清华大学土木系北京100084 中冶集团建筑研究总院北京100088

碳纤维索体外预应力加固技术对于解决腐蚀、高湿等恶劣环境下的混凝土梁加固非常适用。通过对两根体外预应力碳纤维索加固混凝土梁的试验,对碳纤维索体外预应力的施加方法、加固梁的各项性能指标进行了对比分析,并对后续研究进行了展望。

关键词：体外预应力碳纤维索加固混凝土梁

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应用碳纤维索的大跨径斜拉桥抗风性能研究

公路 2006年第12期51卷 5-8页

作者：张新军应磊东浙江工业大学建筑工程学院杭州市310014

为了探讨碳纤维复合材料在大跨径斜拉桥中应用的可能性,以拉索等轴向刚度为原则,拟定了一座主跨为500 m的应用碳纤维索的大跨径斜拉桥,并运用三维非线性计算理论进行了动力特性、静风特性和空气动力稳定性分析。分析结果表明大跨径斜拉... 详细信息

为了探讨碳纤维复合材料在大跨径斜拉桥中应用的可能性,以拉索等轴向刚度为原则,拟定了一座主跨为500 m的应用碳纤维索的大跨径斜拉桥,并运用三维非线性计算理论进行了动力特性、静风特性和空气动力稳定性分析。分析结果表明大跨径斜拉桥采用碳纤维索后:(1)结构的自振频率有所提高;(2)静风作用下结构变形增大,但其静风性能却与钢索斜拉桥基本一致;(3)空气动力稳定性与钢索斜拉桥基本一致。因此从抗风性能角度而言,大跨径斜拉桥采用碳纤维索是可行的,但是拉索截面尺寸应采用等轴向刚度原则来确定。

关键词：大跨径斜拉桥碳纤维索动力特性静风特性空气动力稳定性

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碳纤维索试验桥静动力性能分析

四川建材 2012年第6期38卷 76-78,90页

作者：许飞扬州职业大学土木工程学院江苏扬州225009

为研究碳纤维索斜拉桥的静动力学行为,本文在已有研究成果基础上,结合国内首座碳纤维拉索试验桥的静动力试验,对其进行了详细的性能分析。文中介绍了静力试验和动力试验的主要内容和方法,并将该桥应力(应变)、变形及计算频率和振型的实... 详细信息

为研究碳纤维索斜拉桥的静动力学行为,本文在已有研究成果基础上,结合国内首座碳纤维拉索试验桥的静动力试验,对其进行了详细的性能分析。文中介绍了静力试验和动力试验的主要内容和方法,并将该桥应力(应变)、变形及计算频率和振型的实测结果与该桥三维有限元模型的计算结果进行了对比分析。分析结果表明,结构的静力行为与理论计算结果基本吻合,桥梁刚度和承载能力满足设计要求,整体工作性能良好,动力试验实测的计算频率和振型结果与有限元分析模型的分析结果在低频段也基本吻合。研究结果可为碳纤维索应用于跨度更大的斜拉桥的研究和实践提供参考。

关键词：斜拉桥碳纤维索静力试验动力试验有限元

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碳纤维索斜拉桥非线性静风稳定性研究

工程与建设 2017年第4期31卷 431-433,441页

作者：杜蕊蕊黎建华孙亭亭武汉理工大学交通学院湖北武汉430063

随着碳纤维复合材料在工程领域的应用研究不断取得进展,将其作为缆索材料正成为大跨径桥梁发展的重要方向之一。其轻质、高强、耐腐蚀等优良特性对大跨径桥梁的极限跨径与承载效率有较大的提高,但其轻质的特性也对桥梁抗风性能带来考验... 详细信息

随着碳纤维复合材料在工程领域的应用研究不断取得进展,将其作为缆索材料正成为大跨径桥梁发展的重要方向之一。其轻质、高强、耐腐蚀等优良特性对大跨径桥梁的极限跨径与承载效率有较大的提高,但其轻质的特性也对桥梁抗风性能带来考验。为研究其抗风性能,以肇庆市阅江大桥为工程背景,采用等效强度法将钢索替换为CFRP拉索,运用FLUENT对主梁静三分力系数进行数值模拟求解,采用内外两重迭代增量法,通过ANSYS APDL编制相应程序,对普通钢索及CFRP拉索斜拉桥静风稳定性进行全过程分析。结果表明,碳纤维拉索对斜拉桥静风稳定性并未有大幅度降低,其应用于斜拉桥是可行的。

关键词：碳纤维索静三分力系数静风稳定性