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地震、波浪与水流作用下深水桥梁基础动力响应研究
| 论文题名： | 地震、波浪与水流作用下深水桥梁基础动力响应研究 |
| 关键词： | 深水基础;流固耦合;桥梁基础;动力响应机制;数值模拟 |
| 摘要： | 目前，桥梁建设朝着更大跨度发展的同时，也出现了越来越多的深水桥梁，即部分基础或桥墩位于深水中的桥梁。深水桥梁除了承受自身结构重力作用、上部活载作用外，还承受着水流、风和地震等作用，这些荷载均以动力荷载形式作用于桥梁上。因此，研究深水桥梁结构在地震与波浪作用下的动力响应机理、建立有效的分析方法，对于提高深水桥梁结构抗震和波浪作用响应分析和设计能力具有重要的意义。 本文主要分为两部分： 第一部分对理想状况下波浪理论作了提炼和概述，对波浪对结构物的作用原理和现行工程计算方法作了介绍，并总结其优缺点。然后以苏通大桥主桥基础为工程背景，进行了计算分析。其中重点研究了基于Airy波浪理论和基于Stokes五阶波浪理论的波浪荷载分别与ElCentro地震波、上海人工地震波、Taft地震波共同作用下主塔基础的动力响应对比，得出以下结论： (1)波浪作用对地震的作用的影响可以分为两个阶段：第一阶段，波浪对地震作用的减缓并不明显，甚至有时还有所增强；第二阶段，波浪大幅的减缓了地震的作用，使得结构运动动能的减少量超过一半。 (2)波浪作用对桩体及主塔加速度反应的影响很小；波浪作用对主塔顶部相对位移的影响很小。 (3)波浪作用对主塔根部轴力影响很小，但对主塔根部弯矩有着较为明显的影响。 第二部分中，考虑到现行计算方法的缺点，在参考了其它行业相关领域分析方法的基础上，提出了新的研究方法一流固耦合方法。此方法运用纯粹数值模拟方法模拟水流冲击作用下结构物的动态响应状况，可脱离半经验半理论公式的假设和局限性。运用流固耦合方法研究结构物的动态响应可对现行半理论半经验方法进行改善，或建立新的简便易行的计算分析方法。 |
| 作者： | 高志升 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 亓路宽 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京工业大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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