【摘 要】
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在过去的几十年中,斜拉桥因其强大的跨径能力,漂亮的外观和相对简单的施工方法而成为重载大跨度桥梁的首选替代方案。斜拉索是该类型桥梁的主要结构弹性支撑。随着材料科学的飞速发展,碳纤维增强聚合物（CFRP材料）缆索具有比强度高、耐久性好、抗疲劳等优点,已成为高强钢缆索的潜在替代产品。在本课题研究中,采用有限元建模方法来研究跨度分别为1008m和1500m斜拉桥,对比研究碳纤维增强材料缆索斜拉桥的静态和动
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在过去的几十年中,斜拉桥因其强大的跨径能力,漂亮的外观和相对简单的施工方法而成为重载大跨度桥梁的首选替代方案。斜拉索是该类型桥梁的主要结构弹性支撑。随着材料科学的飞速发展,碳纤维增强聚合物（CFRP材料）缆索具有比强度高、耐久性好、抗疲劳等优点,已成为高强钢缆索的潜在替代产品。在本课题研究中,采用有限元建模方法来研究跨度分别为1008m和1500m斜拉桥,对比研究碳纤维增强材料缆索斜拉桥的静态和动态特性。使用CFRP和钢缆索对1008m和1500m主跨斜拉桥的静力分析（包括静载荷,车辆载荷,行人载荷和温度载荷作用）。还研究了电缆的非线性几何特性,例如下垂效应,P-Δ效应和大变形分析。结果表明,CFRP缆索的拉力小于钢缆索的拉力,而CFRP缆索的梁弯矩稍高。但是,CFRP缆索中梁的垂直位移高于钢缆索。另外,由于钢缆的线性膨胀系数高,因此钢缆在梁中的温度载荷效应大于CFRP缆的温度载荷效应。本文还分析了用于CFRP缆索和钢缆的1008m和1500m中心跨斜拉桥固有频率的动态性能。CFRP缆索的基本振动模式形状类似于钢缆索。CFRP缆索的横向弯曲频率低于钢缆索,但是CFRP缆索的垂直振动模式的基本频率略高。CFRP缆索的扭转基频明显高于钢缆索。总而言之,CFRP缆索比钢缆索具有更高的结构性能,可用于大跨度斜拉桥以优化缆索的承载效率。
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