地震與波浪聯(lián)合作用下深水橋墩動力響應分析.pdf

1、對于淹沒深度較大的橋墩,在波浪與地震聯(lián)合作用時,水-橋墩相互作用在橋墩表面產(chǎn)生的動水壓力會對深水橋墩的動力響應產(chǎn)生影響。但是,目前就波浪與地震聯(lián)合作用下深水橋墩的動力響應缺乏深入的研究。本文以深水橋墩為研究對象,采用理論分析、數(shù)值模擬和試驗驗證相結合的方法研究了地震與波浪聯(lián)合作用下深水橋墩的動力響應問題。
　　本文工作主要包括以下幾個方面:
　　(1)在查閱國內(nèi)外關于結構動水壓力研究文獻的基礎上,總結并簡述了結構動水壓力的計

2、算方法、結構在有水環(huán)境中動力響應的分析方法和研究成果。
　　(2)將深水橋墩周圍水域中的波浪根據(jù)產(chǎn)生方式的不同劃分為輻射波浪與繞射波浪。通過輻射波浪理論得出橋墩所受的輻射波浪動水壓力;通過繞射波浪理論求解波浪繞射波浪動水壓力。在求解過程中,考慮由于橋墩附近波高差異造成的動水壓力的差異。然后通過本文方法計算 Boo試驗模型所受的動水壓力,并與試驗結果與 FNV(Faltisen-Newman-Vinje)公式計算得到的動水壓力進行對

3、比,發(fā)現(xiàn),本文提出的橋墩動水壓力能夠較好的計算橋墩所受的前三階動水壓力。
　　(3)分析水-橋墩相互作用振動臺試驗結果,探討橋墩表面動水壓力與橋墩動力響應的關系并分析橋墩動水壓力的分布規(guī)律。研究表明,橋墩所受動水壓力沿橋墩高度是變化的并與結構動力響應相關,動水壓力會增大橋墩受外部激勵時的動力響應。
　　(4)根據(jù)本文計算動水壓力的公式,基于ABAQUS有限元軟件開發(fā)了動水壓力計算程序,對試驗模型進行分析,然后對比試驗結果與數(shù)

4、值模擬結果表明,通過本文方法模擬橋墩所受動水壓力能夠滿足分析有水環(huán)境下橋墩的動力響應的準確度。然后分析在波浪與地震聯(lián)合作用下試驗模型的動力響應,分析考慮波浪的影響后橋墩動力響應的差異。
　　(5)利用本文建立的有水環(huán)境下深水橋墩的動力響應方法對實際橋墩進行建模分析,分析橋墩尺寸、橋墩淹沒水深、地震波峰值、以及地震波的不同對橋墩動力響應的影響。分析表明,波浪與地震聯(lián)合作用下橋墩的動力響應相比無水環(huán)境中工作的橋墩的動力響應要大,而且隨