论文摘要
碳纤维增强复合材料(CFRP)斜拉索具有轻质、高强、耐腐蚀、耐疲劳等优良性能,作为新材料在大跨度斜拉桥上的应用具有诱人的前景。因CFRP拉索的质量、弹模、阻尼等与钢索有别,对其振动特性及模态阻尼特性的研究是这种新材料被大量应用前必须解决的基础性工作之一。作为结构阻尼特性计算的常用方法,基于非比例黏性阻尼理论的复数特征值法在桥梁结构的抗震、抗风等动力分析中具有广泛的应用,但对于不同受力条件下的不同结构形式,这种方法的适用性还需要进行讨论。相对较晚提出的应变能比例阻尼方法从能量角度得到结构的模态阻尼比,在结构阻尼特性的识别中具有一定的合理性。本文以跨度600m~1400m的大跨度斜拉桥为对象,采用复数特征值方法和应变能比例阻尼方法对CFRP斜拉索和CFRP拉索斜拉桥的模态阻尼特性进行计算比较。首先,通过与钢索的对比研究,分析了大跨度CFRP斜拉索的模态阻尼特性,将钢索计算结果与Tatara大桥阻尼实测值进行对比,讨论了两种阻尼计算方法的差异性和适用性。其次,对CFRP斜拉索自振状态及横向静风作用下的空气阻尼特性进行了计算分析,通过与钢索计算结果的对比,讨论了拉索振幅及风速对CFRP斜拉索阻尼特性的影响。再次,用复数特征值方法对设置黏性阻尼器的CFRP斜拉索的模态阻尼进行了计算,并对复数特征值方法在大跨度拉索非比例黏性阻尼计算中的适用性进行了评价。另外,通过与钢索斜拉桥的对比,研究了CFRP拉索斜拉桥各子结构(主梁、塔、索、支座等)的非比例黏性阻尼和应变能比例阻尼的分布规律,并将钢索斜拉桥的计算结果与斜拉桥实测阻尼分布规律进行比较,讨论和评价了两种阻尼计算方法在大跨度斜拉桥模态阻尼评估中的适用性。最后,对大跨度CFRP拉索斜拉桥的车桥耦合振动进行了计算,通过与钢索斜拉桥的对比研究,评价了拉索材料变化对斜拉桥振动响应的影响。研究表明,CFRP拉索的自振频率高于钢索,受空气力阻尼的影响比较大,拉索的空气阻尼效果随振幅的增大及风速的提高而增大;黏性阻尼器对CFRP拉索的减振效果优于钢索;CFRP拉索斜拉桥的主要振型及模态阻尼分布规律与钢索斜拉桥类似;相对于钢索斜拉桥,CFRP拉索斜拉桥在车辆荷载作用下的主梁挠曲变形有所增加;基于黏性阻尼理论的复数特征值方法不适合于斜拉桥模态阻尼的评估,相比之下,按应变能比例阻尼方法得到的模态阻尼与实测结果比较符合。
论文目录
相关论文文献
- [1].全混凝土无背索斜拉桥的运营安全分析[J]. 科学技术与工程 2019(33)
- [2].加劲索对大跨三塔铁路斜拉桥动力特性的影响研究[J]. 世界桥梁 2020(01)
- [3].典型低重心斜拉桥地震损伤特征试验研究[J]. 国防交通工程与技术 2020(02)
- [4].墩高对斜拉桥自振周期的影响[J]. 工程技术研究 2020(05)
- [5].非对称四“V”景观斜拉桥构思及设计[J]. 工程与建设 2020(03)
- [6].高低塔斜拉桥辅助墩的优化分析[J]. 深圳大学学报(理工版) 2020(04)
- [7].城市景观斜拉桥的设计索力优化技术研究[J]. 水电站设计 2020(02)
- [8].基于生命周期公路斜拉桥(20+2*30+20m)环境贡献综合研究[J]. 中小企业管理与科技(上旬刊) 2020(10)
- [9].S形曲线斜拉桥非线性静风稳定性分析[J]. 武汉理工大学学报(交通科学与工程版) 2020(05)
- [10].郑万铁路转体斜拉桥成功转体[J]. 安装 2018(12)
- [11].斜拉桥减震研究探析[J]. 广东建材 2019(01)
- [12].斜拉桥成桥索力优化方法研究综述[J]. 中国公路学报 2019(05)
- [13].斜拉桥的发展现状及常见问题浅析[J]. 居业 2017(11)
- [14].斜拉桥主塔的拼装测量[J]. 山西建筑 2016(36)
- [15].上地斜拉桥成桥状态和施工控制分析研究[J]. 青海交通科技 2016(06)
- [16].部分斜拉桥索梁活载比计算公式的推导[J]. 公路 2016(11)
- [17].CFRP索斜拉桥地震波行波效应分析[J]. 工程与建设 2016(05)
- [18].双斜塔斜拉桥结构设计要点分析[J]. 城市道桥与防洪 2017(01)
- [19].浅谈斜拉桥的基本概况及发展前景[J]. 河南建材 2016(05)
- [20].山区超高三塔斜拉桥结构设计探讨[J]. 交通科技 2017(03)
- [21].部分斜拉桥整体变温和索梁温差效应分析[J]. 四川建材 2017(04)
- [22].岩溶地区曲塔斜拉桥的设计总结[J]. 江西建材 2017(20)
- [23].曲率半径对曲线斜拉桥力学性能的影响分析[J]. 铁道建筑 2017(06)
- [24].曲线斜拉桥地震响应分析[J]. 西南公路 2017(02)
- [25].基于能量法的斜拉桥纵向1阶自振周期简化计算[J]. 中国公路学报 2017(07)
- [26].大跨度曲线斜拉桥地震动最不利入射角度研究[J]. 四川建筑 2017(04)
- [27].三塔斜拉桥结构刚度参数敏感性研究[J]. 公路交通科技(应用技术版) 2017(08)
- [28].独塔部分斜拉桥动力特性的参数分析研究[J]. 福建交通科技 2017(04)
- [29].加拿大尼皮贡河斜拉桥[J]. 世界桥梁 2016(01)
- [30].让课堂充满快乐——评校本课程《走近斜拉桥》[J]. 成才 2015(08)
标签:斜拉索论文; 拉索斜拉桥论文; 模态阻尼论文; 黏性阻尼理论论文; 复数特征值方法论文; 应变能比例阻尼方法论文;