论文部分内容阅读
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。