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地震与波浪联合作用下深水桥墩动力响应分析
| 论文题名： | 地震与波浪联合作用下深水桥墩动力响应分析 |
| 关键词： | 地震作用;波浪作用;深水桥墩;动力响应 |
| 摘要： | 对于淹没深度较大的桥墩,在波浪与地震联合作用时,水-桥墩相互作用在桥墩表面产生的动水压力会对深水桥墩的动力响应产生影响。但是,目前就波浪与地震联合作用下深水桥墩的动力响应缺乏深入的研究。本文以深水桥墩为研究对象,采用理论分析、数值模拟和试验验证相结合的方法研究了地震与波浪联合作用下深水桥墩的动力响应问题。 本文工作主要包括以下几个方面: (1)在查阅国内外关于结构动水压力研究文献的基础上,总结并简述了结构动水压力的计算方法、结构在有水环境中动力响应的分析方法和研究成果。 (2)将深水桥墩周围水域中的波浪根据产生方式的不同划分为辐射波浪与绕射波浪。通过辐射波浪理论得出桥墩所受的辐射波浪动水压力;通过绕射波浪理论求解波浪绕射波浪动水压力。在求解过程中,考虑由于桥墩附近波高差异造成的动水压力的差异。然后通过本文方法计算 Boo试验模型所受的动水压力,并与试验结果与 FNV(Faltisen-Newman-Vinje)公式计算得到的动水压力进行对比,发现,本文提出的桥墩动水压力能够较好的计算桥墩所受的前三阶动水压力。 (3)分析水-桥墩相互作用振动台试验结果,探讨桥墩表面动水压力与桥墩动力响应的关系并分析桥墩动水压力的分布规律。研究表明,桥墩所受动水压力沿桥墩高度是变化的并与结构动力响应相关,动水压力会增大桥墩受外部激励时的动力响应。 (4)根据本文计算动水压力的公式,基于ABAQUS有限元软件开发了动水压力计算程序,对试验模型进行分析,然后对比试验结果与数值模拟结果表明,通过本文方法模拟桥墩所受动水压力能够满足分析有水环境下桥墩的动力响应的准确度。然后分析在波浪与地震联合作用下试验模型的动力响应,分析考虑波浪的影响后桥墩动力响应的差异。 (5)利用本文建立的有水环境下深水桥墩的动力响应方法对实际桥墩进行建模分析,分析桥墩尺寸、桥墩淹没水深、地震波峰值、以及地震波的不同对桥墩动力响应的影响。分析表明,波浪与地震联合作用下桥墩的动力响应相比无水环境中工作的桥墩的动力响应要大,而且随着桥墩淹没深度的增加,波浪对桥墩动力响应的影响增大;当地震波峰值较大时,桥墩的动力响应主要由地震激励决定,而地震波峰值较小时,波浪引起的桥墩动力响应也是桥墩动力响应的主要组成部分。 |
| 作者： | 李玉龙 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 李忠献 |
| 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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