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超大跨径CFRP缆索悬索桥抗震性能分析

作　者: 谢振
导　师: 梅葵花
学　校: 长安大学
专　业: 桥梁与隧道工程
关键词: 碳纤维增强聚合物（CFRP） 钢缆索 悬索桥 动力特性 地震响应 减隔震装置
分类号: U448.25
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 8次
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内容摘要


在新世纪，研究2000m级以上的超大跨度的悬索桥越来越受到当今桥梁设计者的重视，尤其是新材料在超大跨悬索桥中的应用研究。由于超大跨度悬索桥结构柔性大，其几何非线性效应更为突出，成桥状态的动力特性与地震响应变得更为复杂，因此，开展有关这一领域的研究十分重要。本文就CFRP缆索悬索桥与钢缆索悬索桥的动力性能及抗震性能做基本的理论对比研究。本文首先系统地阐述了悬索桥的概况，包括悬索桥的历史与发展、构造及特点和面临的新挑战，然后综述了CFRP材料的发展情况以及具有的优缺点。其次，采用有限元法对比分析了主跨2000m CFRP缆索悬索桥与钢缆索悬索桥的动力性能，包括结构的自振振型与自振频率。CFRP缆索悬索桥与钢缆索悬索桥的各阶振型形状相似，CFRP缆索悬索桥各阶频率大于钢缆索悬索桥的相应值，扭转基频有明显提高，扭弯频率比明显占优，抗风稳定性较好。再次，利用反应谱法和时程分析法对主跨2000m CFRP缆索悬索桥与钢缆索悬索桥进行地震响应分析，并将两者的结果进行了比较。分析了两者在位移和内力方面的差别，得出CFRP缆索桥整体抗震性能优于钢缆索悬索桥，但竖向刚度有所下降，造成索塔内力增大。最后，介绍了当今常用的减隔震装置，主要是铅芯橡胶支座和粘滞阻尼器，介绍了它们的分类，特点以及理论分析计算模型。

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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 桥涵工程 > 各种桥梁 > 桥梁：按结构分 > 悬索桥
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