大跨度cfrp索斜拉桥动力分析与气动措施研究

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1、独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已注明引用的内容以外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果，也不包含为获得江苏大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：加I≥年口6月,JH学位论文版权使用授权书江苏大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、中国学术期刊(光盘版)电子杂志社有权保留本人所送交学位论文

2、的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致，允许论文被查阅和借阅，同时授权中国科学技术信息研究所将本论文编入《中国学位论文全文数据库》并向社会提供查询，授权中国学术期刊(光盘版)电子杂志社将本论文编入《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》并向社会提供查询。论文的公布(包括刊登)授权江苏大学研究生处办理。本学位论文属于不保密刮。学位论文作者签名：铂劝I≥年p6月9日指导教师签名：功l≥年·>同(，LLL．)秽胡／D大跨度CFRP索斜拉桥动力分析与气动措施

3、研究DynamicAnalysisandAerodynamicMeasuresResearchofCFRPCable-stayedBridge2013年(15月江苏大学硕士学位论文摘要随着人们对交通舒适、快捷性能要求的逐渐提高，许多国家开始构思并且实施以桥梁形式跨越海湾和海峡。因在经济、结构、造型等诸多方面的独特优点，斜拉桥日益受到公众的青睐；碳纤维增强复合材料(CarbonFiberReinforcedPlastics，IIr]CFRP)具有轻质、高强、抗疲劳、耐腐蚀等优异性能，将其用作大跨度斜拉桥的拉索，

4、可以减轻斜拉桥上部结构自重、提高斜拉桥的承载效率和跨越能力，并解决传统钢拉索的腐蚀退化等问题。将CFRP材料和斜拉桥有机结合，设计建造大跨度CFRP索斜拉桥，能够充分发挥两者难以比拟的技术和经济优势。本文以国家自然科学基金项目“基于高性能材料CFRP索的超大跨桥梁原型设计与相关问题研究”mo．51078170)为指导，围绕基金主题，对基于抗风性能的大跨度CFRP索斜拉桥原型设计展开探索性研究：分别对考虑几何非线性效应的大跨度CFRP索斜拉桥的静、动力性能，斜拉桥主梁断面的气动优化措施以及大跨度CFRP索斜拉桥

5、的静风响应进行分析。主要研究内容如下：1．大跨度CFRP索斜拉桥的非线性静动力性能分析根据斜拉桥非线性因素的分析理论及处理方法，使用有限元软件ADINA建立大跨度CFRP索及同跨度钢索斜拉桥的力学模型，详细分析了几何非线性作用下两座斜拉桥的静动力性能，并对其差异进行对比分析。2．大跨度CFRP索斜拉桥的静风响应分析根据主梁断面静力三分力系数的计算方法，针对斜拉桥典型主梁断面形式，采用CFD的方法数值计算不同风速及攻角作用下主梁断面的静力三风力系数，并通过后处理模块观察主梁断面周围风场的压力和速度分布情况。3．

6、大跨度CFRP索斜拉桥气动措施研究桥梁逐渐趋向于柔性化，结构的风致振动问题变得愈加凸显。本文对比分析了不同风速及风攻角下，导流板和中央开槽等气动措施对斜拉桥主梁断面静力三分力系数及对大跨度CFRP索、钢索斜拉桥静力性能的影响，得出气动优化效果较为良好的导流板尺寸及中央开槽率范围，并对比分析大跨度CFRP索斜拉桥和同跨度钢索斜拉桥静风响应的差异。通过以上分析，可以得到：大跨度CFRP索及钢索斜拉桥静动、力性能的相关结论：基于抗风性能研究的大跨度CFRP索斜拉桥主梁断面气动措施的部分参数；大跨度CFRP索、钢索斜

7、拉桥静风响应的基础数据。为超大跨度桥梁的原型设计及其风致振动问题的研究提供参考。关键词：CFRP，大跨度，斜拉桥，非线性，静力特性，动力特性，气动措施¨ABSTRACTAmoreconvenientandrapidercommunicationisneededwiththerapiddevelopmentoftheglobaleconomy,countiesbegintoconceiveandconstructedbridgestoacrossthebaysandthestraits．Becauseofits

8、uniqueadvantagesineconomy,shapeandotheraspects，cable．stayedbridgeisincreasinglyfavoredbythepublics．CarbonFiberReinforcedPolymer(CFRP)hascaughttheextensiveattentioninthecivilengineeringrealm．CFRPmateria