波浪力作用下的橋梁抗震研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟的發(fā)展與技術的進步，橋梁的跨越能力逐漸增強，大跨橋梁如雨后春筍般涌現(xiàn)在全國各地。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，風浪較大，波浪荷載是重要的荷載之一。地震特別是強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，大地運動造成水體底部或者岸邊的運動還會引起強烈的水體運動，蘊含了巨大的能量，此時橋梁結構承受著波浪與地震的共同作用，而現(xiàn)有的抗震設計往往忽略水體作用單獨考慮結構在無水

2、狀態(tài)的抗震性能，或者只考慮地震引起的結構與水體的耦合振動而忽略在波浪力的影響，所以有必要研究橋梁結構在波浪力作用下的抗震性能。
　　本文從整體上研究了橋梁結構在波浪力作用下的地震反應。其主體包含:研究背景與現(xiàn)狀，水體與結構共同作用體系理論，地震動水壓力常用計算方法、三維數(shù)值波浪水槽模擬，波浪力作用下橋梁結構的地震反應等。具體研究內(nèi)容如下:
　?、俸喴榻B了我國公路規(guī)范與鐵路規(guī)范中對地震動水壓力的相關規(guī)定及計算公式;推導了莫里

3、森方程，并將其線性化。莫里森方程是目前工程實踐中廣泛使用的經(jīng)驗公式。逐漸也被應用在動水壓力的計算分析中，是一個非常常見的計算方法。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水壓力的過程。
　?、诮榻B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、波浪運動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。
　?、劾萌S數(shù)值波浪水槽，對一個基于實際工程的連續(xù)剛構橋數(shù)值模型施加波浪力，進而考察在波浪力作用下橋梁結構的動力響應。波浪力的存在改變了結構的自振頻率，各階自振頻率均有不同程度的減小。這說明波浪力會改變結構的動力特性。波浪力的存在改變了結構的動力反應，不同程度的增大了結構的動力反應，其改變較大不可