特大型桥梁风—浪耦合作用试验与模拟
本文选题:风浪耦合 + 弹性结构 ; 参考:《哈尔滨工业大学》2014年硕士论文
【摘要】:随着我国桥梁建设逐渐从内陆走向海岸、近海,跨越琼州海峡、渤海海峡等的跨海大桥的建设已经提上日程。海洋环境中强风、波浪和海流等因素将成为控制跨海大桥建设的重要因素。风对桥梁作用效应已经得到深入研究,而波浪对桥梁作用效应则研究较少,在风-浪-流耦合作用下的相关理论和试验技术储备则更少,风-浪耦合试验模拟技术和数值分析技术亟需研究。解决特大型桥梁风-浪-流耦合作用模型试验、试验模拟等关键技术难题,对提高桥梁安全性和耐久性,控制灾害性破坏的发生,具有十分重要的理论意义和现实价值,在实际工程中也具有明确的应用前景。 本文主要任务是研究风浪耦合场中弹性结构的动力响应及规律,为拟建特大型桥梁的复杂环境防灾减灾工作作参考作用,,本课题的主要内容如下: (1)介绍了风浪耦合作用试验模拟和数值分析技术的研究现状以及风-浪耦合作用试验模型设计需要满足的相似条件,包括:模型与原型的几何相似、运动相似,结构和流体相互作用的动力相似、质量相似以及刚度相似。 (2)在已有的研究成果和文献资料整理分析的基础上,进行试验模型的设计、制作;风-浪耦合试验风浪场的标定和工况设计;试验模型组装及测试系统调试,并进行风浪耦合作用试验。 (3)基于试验数据的处理结果,得出原型结构在特定工况下的动力响应,并以图表的形式直观的表现出来;总结原型结构在单浪工况、单风工况以及风浪耦合作用工况下动力响应的规律。 (4)基于试验的整个过程,对试验技术进行一定的总结及补充,使特大型桥梁风浪耦合作用试验技术规范化;基于试验数据,初步进行单浪及顺桥向单风工况试验模拟流程探索。
[Abstract]:With the bridge construction from inland to coastal, offshore, across the Qiongzhou Strait, Bohai Strait and other cross-sea bridge construction has been put on the agenda. Strong winds, waves and currents in the marine environment will be the important factors to control the construction of the bridge. The effects of wind on bridges have been deeply studied, while the effects of waves on bridges have been studied less, and the theoretical and experimental technical reserves under wind-wave-current coupling are even less. Wind-wave coupling test simulation technology and numerical analysis technology need to be studied. It is of great theoretical and practical value to solve the key technical problems such as wind-wave-current coupling model test, test simulation and so on, to improve the safety and durability of bridges and to control the occurrence of catastrophic damage. It also has a clear application prospect in practical engineering. The main task of this paper is to study the dynamic response and law of elastic structure in wind-wave coupling field, which can be used as a reference for the disaster prevention and mitigation work in the complex environment of the proposed super large bridge. The main contents of this paper are as follows: This paper introduces the research status of wind and wave coupling test simulation and numerical analysis technology, and the similar conditions that need to be satisfied in the design of wind wave coupling test model, including: geometric similarity and kinematic similarity between the model and the prototype. The interaction between structure and fluid is similar in dynamic, mass and stiffness. 2) on the basis of the existing research results and literature analysis, the design and manufacture of the test model, the calibration and design of the wind wave field of the wind wave coupling test, the assembly of the test model and the debugging of the test system are carried out. Wind-wave coupling test was carried out. (3) based on the experimental data, the dynamic response of the prototype structure under a specific working condition is obtained, which is shown intuitively in the form of a chart, and the prototype structure is summed up in a single wave condition. The law of dynamic response under single wind condition and wind wave coupling. 4) based on the whole process of test, the test technology is summarized and supplemented to standardize the test technology of wind and wave coupling of super large bridge, and based on the test data, the simulation flow of single wave test and single wind condition test along the bridge is preliminarily explored.
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:U441
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本文编号:1985956
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