学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

碳纤维布加固斜拉索性能研究

作　者: 黄泽超
导　师: 杨光辉
学　校: 长安大学
专　业: 建筑与土木工程
关键词: 斜拉索碳纤维布加固屈服强度自振特性有限元分析
分类号: U443.38
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 13次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

随着我国交通建设的发展,斜拉桥的应用越来越广泛。本文针对斜拉桥中斜拉索的病害,提出采用碳纤维布加固斜拉索的设计方法。在参阅大量文献的基础上,对碳纤维布加固斜拉索的静力性能以及加固对斜拉索结构动力特性的影响等方面进行了初步的研究。对斜拉索存在的病害进行了总结。针对易损坏的近梁端的斜拉索段,进行碳纤维布局部加固。首先建立斜拉索有限元模型,研究加固段的复合斜拉索的静力性能。选用三种不同型号的碳纤维布对PES 7-139型钢丝束进行4、8、12层碳纤维布包裹。对比分析结果数据,发现碳纤维布加固能明显提高钢丝束斜拉索的屈服强度、抗拉强度和弹性模量。随后应用有限元分析软件建立复合拉索模型,拉索下段0.1倍索长范围内局部碳纤维布加固。对加固后斜拉索的自振特性进行分析。可以看出：加固后的斜拉索的自振频率有所提高,但提高幅度较小。高阶振型的自振频率的提高率更高。随着碳纤维布加固,斜拉索的基频向着有利方向发展。在以上工作的基础上,选择不同结构体系的斜拉桥模型,分析了加固后的复合斜拉索对全桥自振特性的影响。分析结果表明：斜拉索局部加固对全桥自振性能的影响较小。斜拉索加固对不同结构体系的斜拉桥自振频率影响不同,对漂浮体系和半漂浮体系斜拉桥自振频率的提高比例明显高于刚构体系斜拉桥。斜拉索加固对斜拉桥自振中不同振型的频率影响程度不同,对主梁竖弯振型、索塔纵弯振型的影响效果明显,而对主梁横弯振型、索塔横弯振型的影响很小。最后对本文的不足进行了总结,着重对今后工作进行了展望。下一步应该对碳纤维布加固对斜拉索抗疲劳及耐腐蚀性能的提高进行研究。还应对加固施工方法和锚固区设计等问题进行深入研究。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第一章绪论  10-21
  1.1 斜拉桥介绍  10-13
    1.1.1 斜拉桥发展  10-12
    1.1.2 斜拉桥结构有待进一步研究的问题  12
    1.1.3 斜拉索的病害及减振  12-13
  1.2 碳纤维介绍  13-17
    1.2.1 碳纤维材料的发展  13-14
    1.2.2 碳纤维性能  14-15
    1.2.3 CFRP在工程中的应用  15-17
  1.3 碳纤维加固斜拉索的意义与可行性  17-19
    1.3.1 近几年碳纤维斜拉索的应用  17-18
    1.3.2 碳纤维布加钢斜拉索的研究  18-19
  1.4 本文思路  19-20
  1.5 本文主要内容  20-21
第二章 CFRP加固斜拉索静力分析  21-30
  2.1 材料本构关系  21-22
    2.1.1 钢筋应力-应变关系  21-22
    2.1.2 碳纤维布应力-应变关系  22
  2.2. ANSYS软件介绍  22
    2.2.1 ANSYS的功能  22
    2.2.2 ANSYS建模方法  22
  2.3 建立碳布加固钢丝束有限元模型  22-25
    2.3.1 模型试验的基本假定与材料选择  22-23
    2.3.2 建立ANSYS有限元模型  23-25
  2.4 结果分析  25-29
  2.5 本章小结  29-30
第三章 CFRP局部加固斜拉索自振特性分析  30-50
  3.1 斜拉桥动力特性的特点  30
  3.2 斜拉桥动力学理论解析方法  30-42
    3.2.1 斜拉索的振动特性  31-37
    3.2.2 斜拉桥的自振特性  37-42
  3.3 CFRP局部加固斜拉索自振特性分析  42-49
    3.3.1 建立斜拉索有限元模型  42-43
    3.3.2 自振特性分析结果  43-48
    3.3.3 结果分析  48-49
  3.4 本章小结  49-50
第四章加固斜拉索对全桥自振特性的影响  50-66
  4.1 有限元模型拟定  50-52
    4.1.1 全桥模型中复合斜拉索模拟方法的选择  50-51
    4.1.2 加固后拉索的换算模量近似计算  51-52
  4.2 南京长江三桥自振特性分析  52-55
    4.2.1 南京长江三桥基本情况  52-53
    4.2.2 加固前后模型自振特性对比  53-55
    4.2.3 结果分析  55
  4.3 苏通大桥自振特性分析  55-58
    4.3.1 苏通大桥概况  55-56
    4.3.2 加固前后模型自振特性对比  56-58
    4.3.3 结果分析  58
  4.4 某独柱式双塔斜拉桥自振特性分析  58-61
    4.4.1 独柱式双塔斜拉桥概况  58
    4.4.2 加固前后模型自振特性对比  58-61
    4.4.3 结果分析  61
  4.5 某单斜塔斜拉桥自振特性分析  61-65
    4.5.1 某单斜塔斜拉桥概况  61
    4.5.2 加固前后模型自振特性对比  61-64
    4.5.3 结果分析  64-65
  4.6 本章小结  65-66
结论与展望  66-68
参考文献  68-71
致谢  71

碳纤维布加固斜拉索性能研究

内容摘要

全文目录

相似论文