本文關(guān)鍵詞：橋梁波浪力計算方法比較研究

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【摘要】：跨海大橋的下部結(jié)構(gòu)一部分位于水中,所處環(huán)境復(fù)雜。水下部分大多由多排樁柱組成,墩柱結(jié)構(gòu)上承受的波浪力很大。波浪力是一種動荷載,正負力交替往復(fù),容易導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的疲勞損傷甚至破壞。因此,研究跨海大橋下部結(jié)構(gòu)波浪力的計算方法對于提高橋梁的安全性和耐久性具有重要的現(xiàn)實意義。本文的研究內(nèi)容主要如下：(1)收集國內(nèi)外學(xué)者提出的墩柱結(jié)構(gòu)波浪力的主要計算方法,對這些方法的理論依據(jù)、實用計算以及參數(shù)選取等進行了詳細地分析、對比和研究,總結(jié)出此類方法的一些基本規(guī)則和特點。這些方法大多是根據(jù)結(jié)構(gòu)相對于波長的尺度大小,將墩柱結(jié)構(gòu)分為小尺度墩柱結(jié)構(gòu)和大尺度墩柱結(jié)構(gòu)。小尺度墩柱結(jié)構(gòu)波浪力的計算方法是基于勢流理論的Morison方程,可以得到線性波浪理論下波浪力的解析解,并且能夠通過考慮群樁效應(yīng)來計算群樁結(jié)構(gòu)。大尺度墩柱結(jié)構(gòu)波浪力的計算需要考慮繞射效應(yīng)。采用繞射理論計算波浪力,可以得到線性波浪下的圓墩和方墩波浪力的解析解。在計算實例中采用這些方法得到了波浪力沿墩柱高度的分布特點,并比較了圓墩和方墩的計算結(jié)果。對于方墩波浪力沿墩柱高度的分布特點,比較學(xué)者方法和規(guī)范經(jīng)驗公式的計算結(jié)果,得到了一致結(jié)論。(2)收集和研究國內(nèi)外設(shè)計規(guī)范關(guān)于墩柱結(jié)構(gòu)波浪力的計算方法。發(fā)現(xiàn)各國規(guī)范在計算理論上具有一致性,但是在波浪理論和水動力系數(shù)的選取上存在一定差異。經(jīng)過計算和比較分析,發(fā)現(xiàn)亞洲規(guī)范采用系數(shù)單一,偏于保守；歐美規(guī)范考慮的因素較多,積累了很多經(jīng)驗參數(shù),計算更加合理。(3)以某跨海大橋為例,通過改變承臺相對靜水面的高度,研究承臺和樁基所受的波浪力。當(dāng)承臺一部分在靜水面以下、一部分在靜水面以上時,承臺和樁基會受到很大的波浪力,因此設(shè)計跨海大橋下部結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)考慮承臺相對靜水面的位置。
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U442

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