FRP拉索设计及其大跨混凝土斜拉桥静力性能研究

摘要

在既往FRP拉索千米级大跨斜拉桥研究的基础上，针对FRP拉索利用效率低的局限并考虑进一步拓宽FRP拉索的应用跨度，探讨了多种FRP拉索在500m级大跨混凝土斜拉桥中的拉索设计方法及其结构静力性能。研究基于FRP的静力和疲劳试验，提出了拉索高效利用的设计建议，并通过三维有限元模拟，分析了多种FRP拉索，包括碳纤维(CFRP)、玄武岩纤维(BFRP)、混杂玄武岩／碳纤维(B／CFRP)、混杂玄武岩纤维／钢丝(B／SFRP)拉索斜拉桥的静力特性。研究结果表明：(1)混杂FRP设计方法可以提高FRP材料的综合性能，从而获得满足FRP拉索斜拉桥结构要求的力学性能参数；(2)根据F拉索疲劳强度考虑拉索的设计应力，能提高FRP拉索的利用效率，避免传统等强度和等刚度拉索设计方法的局限；(3)与钢拉索混凝土斜拉桥相比，FRP拉索斜拉桥在正常使用荷载下能够满足结构的刚度要求，同时各种FRP拉索对斜拉桥主梁结构影响较小。