波浪和地震作用下的東海島大橋設計關鍵技術研究.pdf

1、跨海大橋工程規(guī)模大，技術含量高，工程建造風險巨大，日益引起人們的高度重視。橋梁結構處于復雜的海洋環(huán)境條件下，橋墩及基礎除承受上部結構傳來的自重、車輛、溫度等荷載外，還要承受巨大的波浪和地震荷載作用，如何界定波浪和地震對橋梁結構的作用效應，是跨海大橋設計的關鍵技術之一。目前，設計中對波浪荷載的計算都是借鑒水工領域的成果，采用基于Morrison方程的半經(jīng)驗公式法，忽視了結構本身的動力特性，而且公式相關參數(shù)的取值依賴于工程經(jīng)驗，必然會導致計

2、算結果的偏差。對于跨海大橋的抗震分析，一般僅進行單獨的地震荷載驗算，沒有考慮波浪荷載的作用，荷載工況與實際的作用環(huán)境不一致，導致計算結果偏不安全。
　　本文以湛江東海島跨海大橋為依托，采用有限元時程分析法計算下部結構的波浪力，提出了基于動態(tài)時程的波浪和地震荷載作用作用下的橋梁結構分析方法，通過仿真分析，得到了波浪和地震作用下的結構荷載效應，為東海島大橋結構的選型及下部結構尺寸配筋提供了合理的理論依據(jù)，對保證跨海大橋滿足波浪和地震作

3、用下的安全性具有重要理論意義和實用價值，本文主要創(chuàng)新點如下：
　　1）本文提出了基于Morrison方程的波浪力時程計算方法，編制APDL程序計算每個節(jié)點的波浪力時程，通過有限元時程分析對東海島大橋下部結構的波浪力進行了計算，合理確定了波浪力的大小，為下部結構設計波浪力合理取值提供理論依據(jù)。時程分析法的計算結果表明，單樁波浪力的水平作用效應值達到了200kN左右，量級影響橋梁下部結構的安全性，設計中必須予以重視。
　　2）本

4、文提出了基于動態(tài)時程的波浪和地震荷載作用下橋梁結構分析方法，利用波浪力時程和根據(jù)東海島大橋橋位環(huán)境選取的地震加速度時程，按照《抗震細則》的要求，在結構模型上同時輸入兩個加速度時程進行時程分析，得到了基于波浪和地震作用下的結構荷載效應，E1設防水平下單樁水平作用效應值達到了約360kN，E2設防水平下單樁水平作用效應值達到約1290kN，需加強結構的配筋，以確保下部結構的安全性。
　　3）根據(jù)波浪和地震作用下的荷載效應分析，通過充分