桥梁波浪力计算方法比较研究

发布时间：2017-11-23 20:03

  本文关键词：桥梁波浪力计算方法比较研究

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【摘要】：跨海大桥的下部结构一部分位于水中,所处环境复杂。水下部分大多由多排桩柱组成,墩柱结构上承受的波浪力很大。波浪力是一种动荷载,正负力交替往复,容易导致结构的疲劳损伤甚至破坏。因此,研究跨海大桥下部结构波浪力的计算方法对于提高桥梁的安全性和耐久性具有重要的现实意义。本文的研究内容主要如下：(1)收集国内外学者提出的墩柱结构波浪力的主要计算方法,对这些方法的理论依据、实用计算以及参数选取等进行了详细地分析、对比和研究,总结出此类方法的一些基本规则和特点。这些方法大多是根据结构相对于波长的尺度大小,将墩柱结构分为小尺度墩柱结构和大尺度墩柱结构。小尺度墩柱结构波浪力的计算方法是基于势流理论的Morison方程,可以得到线性波浪理论下波浪力的解析解,并且能够通过考虑群桩效应来计算群桩结构。大尺度墩柱结构波浪力的计算需要考虑绕射效应。采用绕射理论计算波浪力,可以得到线性波浪下的圆墩和方墩波浪力的解析解。在计算实例中采用这些方法得到了波浪力沿墩柱高度的分布特点,并比较了圆墩和方墩的计算结果。对于方墩波浪力沿墩柱高度的分布特点,比较学者方法和规范经验公式的计算结果,得到了一致结论。(2)收集和研究国内外设计规范关于墩柱结构波浪力的计算方法。发现各国规范在计算理论上具有一致性,但是在波浪理论和水动力系数的选取上存在一定差异。经过计算和比较分析,发现亚洲规范采用系数单一,偏于保守；欧美规范考虑的因素较多,积累了很多经验参数,计算更加合理。(3)以某跨海大桥为例,通过改变承台相对静水面的高度,研究承台和桩基所受的波浪力。当承台一部分在静水面以下、一部分在静水面以上时,承台和桩基会受到很大的波浪力,因此设计跨海大桥下部结构应当考虑承台相对静水面的位置。
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U442

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本文编号：1219636