波浪對(duì)橋墩動(dòng)力作用機(jī)理及數(shù)值模擬.pdf

1、深水橋墩長(zhǎng)期承受著波浪的直接威脅，尤其是在極端惡劣的波浪作用下，波浪劇烈的沖擊力可能直接導(dǎo)致橋梁坍塌破壞。同時(shí)，隨著水深增加，橋墩的自振頻率減小并接近波浪入射頻率，橋墩容易被波浪所激發(fā)，引起共振響應(yīng)，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)物嚴(yán)重破壞，造成巨大經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。本論文通過(guò)數(shù)值模擬方法，基于波浪理論，開(kāi)展波浪對(duì)水深橋墩動(dòng)力響應(yīng)課題研究，對(duì)深水橋梁工程設(shè)計(jì)和工程建設(shè)有著重要理論指導(dǎo)意義和工程應(yīng)用價(jià)值。本論文主要工作如下:
　　1.論述了論文的研究意

2、義，介紹了國(guó)內(nèi)外針對(duì)深水結(jié)構(gòu)物波浪力計(jì)算的研究現(xiàn)狀和進(jìn)展，歸納了相關(guān)的波浪理論及其數(shù)值模擬方法。
　　2.利用MATLAB軟件，實(shí)現(xiàn)波浪波面升高時(shí)程模擬以及小直徑墩柱、大直徑墩柱的波浪力計(jì)算，并分析其影響因素。使用ADINA軟件進(jìn)行了波浪傳播的二維分析，探究了如何盡量減小波浪傳播過(guò)程中波高衰減的方法，并對(duì)造波速度、水深與波浪元素的關(guān)系進(jìn)行了研究。
　　3.建立實(shí)例橋梁的橋墩及整橋模型，通過(guò)ANSYS軟件對(duì)其進(jìn)行自振特性的分析

3、，得到橋墩與整橋模型的固有頻率及模態(tài)振型。經(jīng)過(guò)公式推導(dǎo)，計(jì)算橋墩及整橋模型在波浪載荷下的動(dòng)力響應(yīng)，分別從時(shí)域和頻域?qū)τ?jì)算結(jié)果進(jìn)行分析。
　　4.分析了水流對(duì)圓形墩柱的作用，介紹了橋墩繞流與渦激振動(dòng)現(xiàn)象;基于ADINA軟件，分別從二維和三維的角度完成對(duì)圓形墩柱的繞流模擬仿真，分析了流速、水深等因素對(duì)墩柱繞流動(dòng)力響應(yīng)的影響，并模擬分析了群樁效應(yīng)。
　　5.建立圓形墩柱、實(shí)例橋墩模型，完成了單獨(dú)波浪、波流聯(lián)合作用下結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)分