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跨海桥梁下部结构波流力计算方法研究
| 论文题名： | 跨海桥梁下部结构波流力计算方法研究 |
| 关键词： | 跨海桥梁;下部结构;波流力;计算方法 |
| 摘要： | 将跨海大桥下部结构受到的波流力分为了自然环境波流力和地震波流力，自然环境波流包括水流作用、波浪作用、波流耦合作用，采用理论推导与数值分析相结合的方法进行研究。将地震波流力分为了静水中结构振动引起的水流力和地震引起强波流产生的波流力，并采用数值分析与试验研究结合的方法进行研究。具体内容如下: 1.研究了高雷诺数下圆形桥墩和矩形桥墩的CD值曲线以及流场的变化，采用反推法得到了不同长宽比圆端形桥墩CD值并考虑水流入射角度的影响，比较了群桩结构各桩受力的差异，采用流固耦合方法对群桩-承台复合结构进行了动力响应分析。 2.研究波高、波长、截面形式与波浪力的变化规律，根据尺度关系对圆端形桥墩进行分类，提出了分类的计算方法。比较了群桩-承台复合结构Morison方程计算波浪力与数值计算波浪力差异。对Mac Camy绕射理论进行了推导并进行了修正，通过数值方法研究了圆形桥墩和矩形桥墩CM随桥墩尺度的变化规律。 3.在工程计算中，将波浪力和水流力叠加计算波流力的方法只有在一定范围内适用。根据波浪和水流的相对强弱，采用理论推导与数值计算结合的方法研究波流相互作用，分析了波流特性，比较了波流耦合作用后波浪参数的变化情况，定义了弱耦合作用和强耦合作用的分界点以及各自的波流力计算方法。 4.针对以往墩水耦合计算方法的不足提出了结合法，此方法同时考虑了地震作用时刚体运动和弹性振动附加波流力，并比较各部分对于桥墩动力性能的影响。 5.研究了固体以及液体的动力相似条件，研制了仿真混凝土，开展了墩-水耦合振动台试验，从加速度响应、位移响应、动水压力以及应力响应等角度研究水中结构动力特性随水深的变化规律，并与数值计算结果进行对比。 6.根据波流的强弱分为均值波流、台风波流和地震波流，选取港珠澳非航道桥作为模型开展了地震与不同强度的波流联合作用下的动力响应研究，比较了地震效应与波流效应的相对强弱。 |
| 作者： | 刘浪 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 李乔 |
| 授予学位： | 博士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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