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地震和波浪作用下深水桥梁的动力响应研究
| 论文题名： | 地震和波浪作用下深水桥梁的动力响应研究 |
| 关键词： | 深水桥梁;桥墩;承台;动水力;波浪力;水下振动台试验;Morison方程 |
| 摘要： | 世界范围内跨越大江大河、海峡和海湾深水桥梁的规划与建设,给桥梁工程界带来巨大的机遇和挑战.深水环境对桥梁设计理论和施工技术都会提出一些特殊问题.其中深水桥梁-水相互作用体系在地震和波浪作用下的动力性能都是急需研究的课题.在这种背景下,本文对地震和波浪作用下深水桥梁与水动力相互作用问题进行了理论和试验研究.本文主要进行的研究工作包括:1)在查阅大量国内外文献的基础上,总结并简要评述了关于结构的波浪力计算理论、水中结构地震响应的理论分析方法及相关的研究成果.2)针对铅直圆截面桥墩,基于线性辐射波浪理论联合特征函数扩展法和梁单元有限元方法提出了能考虑弹性变形的桥墩辐射波浪问题的半解析半数值分析方法.同时基于相同理论推导了水中任一深度处桩基圆截面承台作简谐运动时所受辐射波浪动水力的解析解.在此基础上讨论了矩形截面桥墩和承台上辐射波浪动水力的近似计算方法,建立了地震作用下深水桥梁动力响应分析方法.3)对Morison方程中的动水阻力项对结构地震响应的影响,Morison方程中的动水附加惯性力项在地震问题中的适用性,水中圆截面承台上辐射波浪动水力的变化规律进行了分析.4)基于线性绕射波浪理论推导了水中任一深度处桩基圆截面承台上绕射波浪力的解析解,建立了波浪作用下同时考虑绕射波浪和辐射波浪效应的深水桥梁动力响应分析方法.5)验证了Morison方程中的波浪阻力项对结构波浪响应的影响条件.分析了水中圆截面承台上绕射波浪力的变化规律和规范方法对于承台绕射波浪力问题的适用性.6)首次进行了水下桥墩振动台试验研究,验证了本文建立的地震作用下深水桥梁动力响应分析方法的可靠性.7)根据理论成果开发了计算机分析辅助程序,分别对平潭海峡桥连续刚构混凝土主桥在地震和波浪作用下的动力响应进行了分析. |
| 作者： | 赖伟 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 胡世德;王君杰 |
| 授予学位： | 博士 |
| 授予学位单位： | 同济大学 |
| 学位年度： | 2004 |
| 正文语种： | 中文 |
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