斜拉橋單塔結(jié)構(gòu)在波浪作用下的數(shù)值模擬與試驗(yàn)研究.pdf

1、由于跨海大橋所處的環(huán)境比較復(fù)雜，使得其受到的荷載種類相對(duì)較多，在對(duì)跨海大橋進(jìn)行研究設(shè)計(jì)時(shí)，必須全面的對(duì)其所受的荷載進(jìn)行分析計(jì)算。跨海大橋的基礎(chǔ)部分除了受到橋梁自重和橋面活載外，還受到波流作用、地震作用以及上部結(jié)構(gòu)受到的風(fēng)載等，其中，波浪荷載作為主要的動(dòng)荷載之一，在跨海大橋的設(shè)計(jì)過程中常被作為控制荷載考慮。截止目前，墩柱結(jié)構(gòu)波浪力的工程計(jì)算仍廣泛采用Morison方程，本文以擬設(shè)計(jì)建造的國內(nèi)主跨徑最大的跨海斜拉橋?yàn)檠芯繉?duì)象，研究斜拉橋的橋

2、塔結(jié)構(gòu)在波浪作用下的響應(yīng)。橋塔結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)部分屬于復(fù)雜的群樁承臺(tái)組合結(jié)構(gòu)，目前沒有現(xiàn)成的理論計(jì)算公式，為此，針對(duì)斜拉橋單塔結(jié)構(gòu)受到的波浪力進(jìn)行數(shù)值模擬和試驗(yàn)研究，并對(duì)結(jié)構(gòu)在波浪作用下的響應(yīng)進(jìn)行分析。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴對(duì)常用的幾種規(guī)則波的波浪理論及其適用范圍進(jìn)行歸納和總結(jié)，對(duì)波浪力的幾種計(jì)算方法進(jìn)行對(duì)比分析。⑵提出基于CFD的樁柱波浪力的數(shù)值計(jì)算方法，該方法是用流體軟件FLUENT模擬波浪與結(jié)構(gòu)之間的相互作用。對(duì)幾種常見的數(shù)

3、值造波方法和數(shù)值消波方法進(jìn)行介紹。為了驗(yàn)證 CFD方法計(jì)算波浪力的準(zhǔn)確性，對(duì)直徑D?2m的小尺寸樁柱受到的波浪力，分別用CFD方法和Morison方程進(jìn)行計(jì)算，并將得到的兩個(gè)波浪力進(jìn)行對(duì)比分析。⑶在CFD方法的基礎(chǔ)上，用FLUENT軟件數(shù)值模擬波浪與斜拉橋單塔結(jié)構(gòu)之間的作用，通過對(duì)比CFD方法模擬得到的點(diǎn)的動(dòng)水壓力和試驗(yàn)采集得到的點(diǎn)的動(dòng)水壓力，驗(yàn)證CFD方法在模擬波浪與群樁承臺(tái)這類復(fù)雜結(jié)構(gòu)相互作用時(shí)的有效性。⑷用有限元軟件ANSYS建立