橋墩—流水耦合效應下水位變化對橋梁動力影響分析.pdf

1、我國是一個擁有廣闊江域、海域的國家，同時也是一個頻繁遭受各種水文災害和地質(zhì)災害的國家。近年來，隨著“十二·五”規(guī)劃的開展，我國的交通網(wǎng)絡建設不斷完善，越來越多的跨河橋梁被規(guī)劃建設。對于這些跨越江河、湖泊、海灣的橋梁設施而言，其所處的環(huán)境與陸地橋梁不同，多數(shù)橋梁結(jié)構(gòu)的橋墩及基礎淹沒于流水中，時常遭受著波浪、海流或者偶然地震、撞擊等動力荷載的作用而產(chǎn)生有害的振動，使得橋梁結(jié)構(gòu)發(fā)生過大的變形，并使結(jié)構(gòu)的內(nèi)部產(chǎn)生額外的張力，加劇了結(jié)構(gòu)的損傷甚至

2、破壞。特別當橋梁設施所在區(qū)域發(fā)生了特大的暴雨洪水、海嘯等災害，橋梁水環(huán)境發(fā)生了變化，水位明顯升高，也增加了橋梁結(jié)構(gòu)遭受偶然動力荷載破壞的風險。
　　目前在我國的橋梁動力科研領域里，對于考慮橋墩—流水耦合效應下水位對橋梁結(jié)構(gòu)的動力影響研究甚少。故深入開展這方面的科學研究，對保障橋梁結(jié)構(gòu)設施的安全建設及運營具有十分重要的理論和現(xiàn)實意義。
　　針對研究的目標，論文的主要工作如下:
　?、俑鶕?jù)課題的研究背景及主要目標，對國內(nèi)外

3、流固耦合的科學研究進行了總結(jié)，在此基礎上提出了水中橋梁結(jié)構(gòu)在復雜的荷載環(huán)境下的研究還存在尚待解決的難題。
　?、诮榻B了流固耦合力學的相關理論，總結(jié)了流固耦合解析法和有限元法的基本特點和使用范圍，并利用結(jié)構(gòu)動力學的相關知識，導出了在任意水位下水-墩耦合效應下橋墩的振動微分方程。
　?、蹖С隽肆黧w與固體間耦合作用的有限元方程，并針對ANSYA耦合分析方法的基本特征，歸納了流固耦合有限元模型所用材料基本屬性及耦合設置規(guī)則等。