超千米级CFRP钢组合拉索斜拉桥动力性能优化与对比研究

本文主要探讨了超千米级跨径下碳纤维增强塑料(CFRP)与钢组合拉索斜拉桥的动力性能分析，由熊文作为主要研究者，他利用其先前在设计理论和静力性能方面的研究成果为基础。这项研究着重于设计方法的优化，特别是在考虑千米级桥梁跨度时，CFRP与钢的结合能够提供独特的性能优势。 熊文的研究首先针对苏通大桥的设计参数，通过选择一个优化的组合拉索面积比（在本文中被设定为0.35），建立了1400米级的CFRP与钢组合拉索斜拉桥有限元模型，以及全钢和全CFRP拉索斜拉桥的对比模型。研究的焦点在于桥梁的固有频率、振型及其在地震动响应中的表现，分别考察了一维和三维激励输入形式下的动力响应。 通过对比分析，研究结果显示，当合理优化面积比时，CFRP与钢组合拉索斜拉桥在抗震性能上并不逊色于传统的钢拉索设计，甚至在主要构件内力方面还有所超越，尤其是在成本效益上，它优于价格高昂的全CFRP拉索设计。然而，在抗风稳定性方面，虽然略逊于全钢拉索设计，但组合拉索的优势在于减轻了拉索自重，且具有更好的经济效益。 值得注意的是，研究强调了根据特定工程条件对面积比进行进一步优化的重要性，这将有可能带来更优秀的动力性能。因此，该研究不仅提供了关于新型材料在桥梁工程中应用的实用见解，也为未来千米级斜拉桥的设计提供了新的思考角度和实践指导。 关键词包括桥梁工程、斜拉桥、千米级、组合拉索、CFRP、动力性能、抗震性能以及抗风性能。这篇首发论文在理论上和技术上都具有重要的价值，为桥梁设计领域的创新和发展做出了贡献，同时也为超千米级桥梁设计提供了科学依据。