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波浪对桥墩动力作用机理及数值模拟
| 论文题名： | 波浪对桥墩动力作用机理及数值模拟 |
| 关键词： | 深水桥墩;波浪冲击;动力响应;数值模拟 |
| 摘要： | 深水桥墩长期承受着波浪的直接威胁，尤其是在极端恶劣的波浪作用下，波浪剧烈的冲击力可能直接导致桥梁坍塌破坏。同时，随着水深增加，桥墩的自振频率减小并接近波浪入射频率，桥墩容易被波浪所激发，引起共振响应，导致结构物严重破坏，造成巨大经济损失和人员伤亡。本论文通过数值模拟方法，基于波浪理论，开展波浪对水深桥墩动力响应课题研究，对深水桥梁工程设计和工程建设有着重要理论指导意义和工程应用价值。本论文主要工作如下: 1.论述了论文的研究意义，介绍了国内外针对深水结构物波浪力计算的研究现状和进展，归纳了相关的波浪理论及其数值模拟方法。 2.利用MATLAB软件，实现波浪波面升高时程模拟以及小直径墩柱、大直径墩柱的波浪力计算，并分析其影响因素。使用ADINA软件进行了波浪传播的二维分析，探究了如何尽量减小波浪传播过程中波高衰减的方法，并对造波速度、水深与波浪元素的关系进行了研究。 3.建立实例桥梁的桥墩及整桥模型，通过ANSYS软件对其进行自振特性的分析，得到桥墩与整桥模型的固有频率及模态振型。经过公式推导，计算桥墩及整桥模型在波浪载荷下的动力响应，分别从时域和频域对计算结果进行分析。 4.分析了水流对圆形墩柱的作用，介绍了桥墩绕流与涡激振动现象;基于ADINA软件，分别从二维和三维的角度完成对圆形墩柱的绕流模拟仿真，分析了流速、水深等因素对墩柱绕流动力响应的影响，并模拟分析了群桩效应。 5.建立圆形墩柱、实例桥墩模型，完成了单独波浪、波流联合作用下结构的动力响应分析，总结波浪、波流联合作用下桥墩的响应特点。 |
| 作者： | 王伟 |
| 专业： | 工程力学 |
| 导师： | 唐怀平 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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