地震、波浪與水流作用下深水橋梁基礎(chǔ)動(dòng)力響應(yīng)研究.pdf

1、目前，橋梁建設(shè)朝著更大跨度發(fā)展的同時(shí)，也出現(xiàn)了越來(lái)越多的深水橋梁，即部分基礎(chǔ)或橋墩位于深水中的橋梁。深水橋梁除了承受自身結(jié)構(gòu)重力作用、上部活載作用外，還承受著水流、風(fēng)和地震等作用，這些荷載均以動(dòng)力荷載形式作用于橋梁上。因此，研究深水橋梁結(jié)構(gòu)在地震與波浪作用下的動(dòng)力響應(yīng)機(jī)理、建立有效的分析方法，對(duì)于提高深水橋梁結(jié)構(gòu)抗震和波浪作用響應(yīng)分析和設(shè)計(jì)能力具有重要的意義。 本文主要分為兩部分： 第一部分對(duì)理想狀況下波浪理論作了提煉和

2、概述，對(duì)波浪對(duì)結(jié)構(gòu)物的作用原理和現(xiàn)行工程計(jì)算方法作了介紹，并總結(jié)其優(yōu)缺點(diǎn)。然后以蘇通大橋主橋基礎(chǔ)為工程背景，進(jìn)行了計(jì)算分析。其中重點(diǎn)研究了基于Airy波浪理論和基于Stokes五階波浪理論的波浪荷載分別與ElCentro地震波、上海人工地震波、Taft地震波共同作用下主塔基礎(chǔ)的動(dòng)力響應(yīng)對(duì)比，得出以下結(jié)論： (1)波浪作用對(duì)地震的作用的影響可以分為兩個(gè)階段：第一階段，波浪對(duì)地震作用的減緩并不明顯，甚至有時(shí)還有所增強(qiáng)；第二階段，波浪

3、大幅的減緩了地震的作用，使得結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)動(dòng)能的減少量超過一半。 (2)波浪作用對(duì)樁體及主塔加速度反應(yīng)的影響很小；波浪作用對(duì)主塔頂部相對(duì)位移的影響很小。 (3)波浪作用對(duì)主塔根部軸力影響很小，但對(duì)主塔根部彎矩有著較為明顯的影響。 第二部分中，考慮到現(xiàn)行計(jì)算方法的缺點(diǎn)，在參考了其它行業(yè)相關(guān)領(lǐng)域分析方法的基礎(chǔ)上，提出了新的研究方法一流固耦合方法。此方法運(yùn)用純粹數(shù)值模擬方法模擬水流沖擊作用下結(jié)構(gòu)物的動(dòng)態(tài)響應(yīng)狀況，可脫離半經(jīng)驗(yàn)