波浪對橋墩動力作用機理及數(shù)值模擬.pdf

1、深水橋墩長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，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)濟損失和人員傷亡。本論文通過數(shù)值模擬方法，基于波浪理論，開展波浪對水深橋墩動力響應(yīng)課題研究，對深水橋梁工程設(shè)計和工程建設(shè)有著重要理論指導(dǎo)意義和工程應(yīng)用價值。本論文主要工作如下:
　　1.論述了論文的研究意

2、義，介紹了國內(nèi)外針對深水結(jié)構(gòu)物波浪力計算的研究現(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，實現(xiàn)波浪波面升高時程模擬以及小直徑墩柱、大直徑墩柱的波浪力計算，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程中波高衰減的方法，并對造波速度、水深與波浪元素的關(guān)系進(jìn)行了研究。
　　3.建立實例橋梁的橋墩及整橋模型，通過ANSYS軟件對其進(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)過公式推導(dǎo)，計算橋墩及整橋模型在波浪載荷下的動力響應(yīng)，分別從時域和頻域?qū)τ嬎憬Y(jié)果進(jìn)行分析。
　　4.分析了水流對圓形墩柱的作用，介紹了橋墩繞流與渦激振動現(xiàn)象;基于ADINA軟件，分別從二維和三維的角度完成對圓形墩柱的繞流模擬仿真，分析了流速、水深等因素對墩柱繞流動力響應(yīng)的影響，并模擬分析了群樁效應(yīng)。
　　5.建立圓形墩柱、實例橋墩模型，完成了單獨波浪、波流聯(lián)合作用下結(jié)構(gòu)的動力響應(yīng)分