波浪力作用下的橋梁抗震研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與技術(shù)的進(jìn)步，橋梁的跨越能力逐漸增強(qiáng)，大跨橋梁如雨后春筍般涌現(xiàn)在全國(guó)各地。這些跨越寬闊水域的大跨橋梁所處在的水域水深也往往較深。深水大跨橋梁所處水域水面寬廣，風(fēng)浪較大，波浪荷載是重要的荷載之一。地震特別是強(qiáng)震給深水大跨橋梁的安全帶來了極大的威脅。而且在地震時(shí)，大地運(yùn)動(dòng)造成水體底部或者岸邊的運(yùn)動(dòng)還會(huì)引起強(qiáng)烈的水體運(yùn)動(dòng)，蘊(yùn)含了巨大的能量，此時(shí)橋梁結(jié)構(gòu)承受著波浪與地震的共同作用，而現(xiàn)有的抗震設(shè)計(jì)往往忽略水體作用單獨(dú)考慮結(jié)構(gòu)在無水

2、狀態(tài)的抗震性能，或者只考慮地震引起的結(jié)構(gòu)與水體的耦合振動(dòng)而忽略在波浪力的影響，所以有必要研究橋梁結(jié)構(gòu)在波浪力作用下的抗震性能。
　　本文從整體上研究了橋梁結(jié)構(gòu)在波浪力作用下的地震反應(yīng)。其主體包含:研究背景與現(xiàn)狀，水體與結(jié)構(gòu)共同作用體系理論，地震動(dòng)水壓力常用計(jì)算方法、三維數(shù)值波浪水槽模擬，波浪力作用下橋梁結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)等。具體研究?jī)?nèi)容如下:
　?、俸?jiǎn)要介紹了我國(guó)公路規(guī)范與鐵路規(guī)范中對(duì)地震動(dòng)水壓力的相關(guān)規(guī)定及計(jì)算公式;推導(dǎo)了莫里

3、森方程，并將其線性化。莫里森方程是目前工程實(shí)踐中廣泛使用的經(jīng)驗(yàn)公式。逐漸也被應(yīng)用在動(dòng)水壓力的計(jì)算分析中，是一個(gè)非常常見的計(jì)算方法。全面的介紹了輻射波浪理論，包括其流體控制方程、邊界條件以及求解動(dòng)水壓力的過程。
　　②介紹了線性波浪理論及二階Stokes波浪理論的基本公式，不同的波浪理論在使用邊界造波法造波時(shí)邊界上的波浪參數(shù)有不同的輸入值;介紹邊界造波法的原理、波浪運(yùn)動(dòng)的控制方程及自由表面追蹤的VOF方法，為三維波浪數(shù)值模擬提供理論

4、依據(jù);建立三維數(shù)值波浪水槽，利用邊界造波法，依據(jù)不同的波浪理論給定入口邊界速度及波高等波浪參數(shù)，通過CFD軟件得到了三維的數(shù)值波浪。
　　③利用三維數(shù)值波浪水槽，對(duì)一個(gè)基于實(shí)際工程的連續(xù)剛構(gòu)橋數(shù)值模型施加波浪力，進(jìn)而考察在波浪力作用下橋梁結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)。波浪力的存在改變了結(jié)構(gòu)的自振頻率，各階自振頻率均有不同程度的減小。這說明波浪力會(huì)改變結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性。波浪力的存在改變了結(jié)構(gòu)的動(dòng)力反應(yīng)，不同程度的增大了結(jié)構(gòu)的動(dòng)力反應(yīng)，其改變較大不可