应用碳纤维索的大跨度斜拉桥静力学特性分析

为了验证碳纤维拉索在大跨度斜拉桥中的应用可能性,以跨度1400m的钢斜拉桥设计模型为对象,用三维非线性计算理论分析了碳纤维拉索斜拉桥的承载能力、静力抗风特性以及使用荷载作用下的力学行为.通过与同跨度钢索斜拉桥比较,讨论了碳纤维拉索对大跨度斜拉桥静力学特性的影响.分析结果表明,(1)由于拉索没有屈服点,在极限状态下可以分担比较多的竖向荷载,桥梁的极限承载能力有所提高;(2)具有同样的抗风稳定性;(3)在正常使用条件下的最不利压缩应力基本上一致;(4)竖向变形刚度有所下降.

应用碳纤维索的大跨度斜拉桥结构振动特性

应用考虑拉索局部振动影响的计算理论,对主跨为1.4km的碳纤维索斜拉桥设计模型进行了结构振动特性分析.从振型、自振频率和振型能量分布等方面比较了碳纤维索和钢索对大跨度斜拉桥结构动力特性的影响以及发生索桥耦合振动的可能性.计算结果表明,轻量碳纤维索自振频率高,全桥的拉索第1阶频率分布在0.43～2.15Hz,普遍高于桥梁主要振型的频率,发生索桥共振的可能性较小;自重大的钢索第1阶频率分布在0.16～0.79Hz,覆盖了桥梁低阶振型的频率,在主要振型中出现了明显的索桥耦合振动现象.根据主要振型的能量比例分布,在竖弯振型中碳纤维索的振型能量比例略小于钢索,这有利于改善斜拉桥结构的振动问题.研究结果证明了碳纤维索在大跨度斜拉桥中具有很好的应用性能.

波形钢腹板预应力混凝土箱梁结构空间分析方法

为了提高波形钢腹板预应力混凝土箱梁的结构计算精度和适应工程结构空间分析的需要,按板壳有限元计算理论提出了一种新的算法.分别将腹板和翼板模拟成正交异性和正交同性板单元,根据箱梁变形特点用二次和三次形函数模拟板单元的变形,按亚参元计算方法建立单元的刚度方程.若干静力和自振特性分析算例结果表明,新算法得到的计算结果与一般有限元的计算结果相吻合,验证了本算法的计算精度.与现行波形钢腹板箱梁计算理论相比,新算法具有计算精度高、可以考虑空间变形影响的优点,而计算自由度远小于一般板壳有限元算法,是一种实用性较强的分析方法.