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地震力、波浪力联合作用下跨海大桥深水基础动力响应分析
| 论文题名： | 地震力、波浪力联合作用下跨海大桥深水基础动力响应分析 |
| 关键词： | 桥梁深水基础;地震力;波浪力;动力响应;结构设计 |
| 摘要： | 随着我国大量的跨越大江大河桥梁的兴建，大型跨海大桥工程已开始启动，如港珠澳跨海工程、琼州海峡跨海工程等。海洋上的桥梁除面临着水深流急，工程地质条件复杂等考验外，往往面临严峻的海洋环境，如台风、巨浪、强震、船撞等。大桥深水基础设计困难，施工难度大，养护费用高。桥梁深水基础是结构的承载部分，对桥梁整体的作用至关重要。开展复杂荷载作用下，跨海大桥深水基础的动力响应研究意义重大。本文以跨海大桥深水基础为研究对象，首先归纳总结了深水基础形式及其特点，针对深水基础在复杂动力荷载作用下的动力响应问题，开展了地震力及波浪力的模拟分析，采用有限元动力分析方法，对地震力、波浪力及其联合作用下的基础动响应进行了分析比较。 桥梁深水基础类型多样，各具特点，且适用于不同海域。深水基础的选型需考虑自然环境、荷载因素和建设条件等因素。随着建造水深的增加，深水基础面临一系列工程问题，包括恶劣环境、灾害荷载和施工难度各个方面，涵盖了勘探、设计、建造和维护各个环节。考虑深水基础所面临的复杂海洋环境及地质环境，基础设计时需重点考虑强震及巨浪的作用以及联合作用。针对琼州湾海峡的地质及历史地震特点，开展了地震波合成，得到了两种水准的人工合成地震波。采用数值模拟方法，建立三维数值水槽，获得了结构物壁面波压力。采用Newmark动力时程分析方法，对地震力、波浪力，以及两力联合作用下，典型沉井基础的动力响应进行探讨。结果表明，深厚软土约束作用有限，荷载联合作用对结构响应的放大作用显著，结构受剪切效应显著。 针对拟建琼州海峡大桥工程，采用沉井+钻孔灌注桩基础方案，考虑地震力、波浪力作用，开展深水基础静、动力响应研究。结果表明，将地震作用简化为静力等效荷载偏于安全。同时，在巨大水平荷载作用下，结构剪切、挤压效应显著，并伴随一定程度的扭转效应。群桩基础为结构薄弱位置，结构设计中应增加刚性承台等措施，确保结构各部位惯性力平稳过渡。 本学位论文及相关研究得到了交通运输重大科技专项《多灾害作用下特大跨径桥梁适宜结构体系、关键结构与原型设计研究》资助，项目批准号：2011318494160，以及国家自然科学基金面上基金项目《复杂岩土工程介质中全波场传播特性及相关无损检测方法研究》的资助，项目批准号：11372180。 |
| 作者： | 陈峰 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 葛修润;车爱兰 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 上海交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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