FRP斜拉橋抗風性能初探.pdf

1、進入21世紀以來，我國橋梁的建設進入了飛速發(fā)展的時期，懸索橋和斜拉橋都不斷刷新新的跨徑記錄。與此同時，以往已經建成的橋梁在使用過程中耐腐蝕和抗疲勞性能面臨巨大的挑戰(zhàn)，極大的威脅著橋梁結構的耐久性和使用壽命，從而給橋梁設計者也提出了新的問題。FRP材料以其卓越的抗腐蝕和抗疲勞性能、以及輕質高強的特點，在近20年里受到了土木工程師的青睞。
　　 本文嘗試研究一種FRP斜拉橋結構體系，其主梁和斜拉索采用FRP材料，橋塔采用傳統(tǒng)的鋼筋混

2、凝土結構。對FRP橋面板、斜拉橋結構體系的抗風性能進行了較為系統(tǒng)的分析，并初步探討了FRP斜拉橋的極限跨徑，主要研究內容如下：
　　 1.進行了一個FRP橋面板的設計，并在此基礎上，構思了一個FRP材料的流線型箱梁。進一步，采用等效剛度的方法，用FRP斜拉索替換某鋼箱梁斜拉橋原橋的鋼絞線，橋塔仍采用原橋的鋼筋混凝土結構，這樣，就構建了一個FRP斜拉橋，以該斜拉橋為作為后文研究的平臺。
　　 2.基于Scanlan顫振自激

3、力方程和強迫振動法測量顫振導數方法，采用CFD方法進行風場模擬，求得某三跨斜拉橋的流線型箱梁的顫振導數，進而分別采用Scanlan二維顫振分析和全模態(tài)三維顫振分析的方法，求FRP斜拉橋的顫振臨界風速，并和鋼箱梁斜拉橋的顫振臨界風速進行比較分析。
　　 3.采用CFD的方法，數值模擬得到主梁斷面的靜力三分力系數，用來計算靜風荷載；進而對FRP斜拉橋進行三維靜風穩(wěn)定性分析，并和鋼箱梁斜拉橋的靜風穩(wěn)定性進行比較。
　　 4.采

4、用諧波合成法，模擬橋位處的隨機脈動風場，在此基礎上，對FRP斜拉橋進行三維強迫振動時域分析，即抖振時域分析，并和鋼箱梁斜拉橋的抖振性能進行比較。
　　 5.從自重和顫振臨界風速的角度，對FRP斜拉橋的極限跨徑進行初步的探討，得到了在某些確定條件下該斜拉橋的極限跨徑。
　　 本文的研究表明，FRP斜拉橋的抗風性能比傳統(tǒng)的鋼箱梁斜拉橋有一定程度的減弱，但在極限跨徑范圍內，FRP材料仍是代替?zhèn)鹘y(tǒng)鋼筋混凝土和鋼結構的理想材料，F