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波浪对离岸深水高桩梁板码头上部结构冲击作用研究
| 论文题名： | 波浪对离岸深水高桩梁板码头上部结构冲击作用研究 |
| 关键词： | 波浪;离岸深水高桩梁板码头;上部结构;冲击作用 |
| 摘要： | 近年来,我国港口建设逐渐朝着离岸深水方向发展,离岸深水码头面临着更为复杂的海况条件,在恶劣天气下,离岸深水码头受到的波浪与风暴潮相互作用剧烈,波浪可能对码头上部结构产生强烈冲击造成码头结构破坏。目前关于波浪对上部结构的冲击研究大多针对平板,而高桩码头上部结构为带有梁格的面板,作用于其上的波浪冲击荷载与平板存在很大差别。针对波浪对髙桩码头上部结构冲击作用研究中存在的问题,本文结合某实际全直桩髙桩梁板码头设计方案,重点研究线性波对平板与髙桩梁板码头上部结构的冲击作用,主要包括作用于结构上的波浪冲击荷载与冲击荷载作用下结构的动力响应两部分,具体从以下几个方面进行研究: (1)利用CFD软件Flow3D建立三维数值波浪水槽,利用建立的数值水槽分别计算线性波浪对水平放置平板与单根小尺度圆桩上的波浪力,数值计算结果与实验结果及 Morrison公式计算结果接近,验证了本文建立的三维数值波浪水槽在模拟波浪与建筑物相互作用方面的正确性。 (2)利用已建的三维数值波浪水槽,模拟波浪对与参考的高桩梁板码头上部结构同尺度的水平平板的冲击作用,得到平板上的波浪压强、压强分布及浮托力随时间变化规律;分析相对净空(Δh/H)对平板上波浪压强以及浮托力的影响,随着Δh/H的增加,平板上的压强及浮托力呈现先增大再减少的趋势,最大值出现在Δh/H=0.3。 (3)利用已建的三维数值波浪水槽,模拟波浪对与全直桩髙桩梁板码头的冲击作用,得到面板上的波浪压强、压强分布及码头上部结构受到的浮托力随时间及相对净空的变化规律。通过对比平板上的波浪荷载,可以看出梁格对码头上部结构的波浪冲击荷载影响显著,梁格的存在使得码头上部结构与平板上的冲击压强与浮托力数值明显增大,压强分布范围有显著不同。 (4)利用有限元软件Abaqus分别建立四边固定面板与髙桩码头整体模型,模拟波浪冲击荷载作用下两者的动力响应,对比分析码头在冲击荷载作用下的动力放大系数随冲击荷载作用时间变化规律。在冲击荷载作用下,对面板进行动力分析时应建立码头整体模型进行计算,面板的动力响应不容忽略,设计中应对面板进行动力计算,面板动力放大系数可达1.2。 |
| 作者： | 陈洁 |
| 专业： | 水利工程 |
| 导师： | 王元战 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 天津大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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