斜拉橋單塔結(jié)構在波浪作用下的數(shù)值模擬與試驗研究.pdf

1、由于跨海大橋所處的環(huán)境比較復雜，使得其受到的荷載種類相對較多，在對跨海大橋進行研究設計時，必須全面的對其所受的荷載進行分析計算?？绾４髽虻幕A部分除了受到橋梁自重和橋面活載外，還受到波流作用、地震作用以及上部結(jié)構受到的風載等，其中，波浪荷載作為主要的動荷載之一，在跨海大橋的設計過程中常被作為控制荷載考慮。截止目前，墩柱結(jié)構波浪力的工程計算仍廣泛采用Morison方程，本文以擬設計建造的國內(nèi)主跨徑最大的跨海斜拉橋為研究對象，研究斜拉橋的橋

2、塔結(jié)構在波浪作用下的響應。橋塔結(jié)構的基礎部分屬于復雜的群樁承臺組合結(jié)構，目前沒有現(xiàn)成的理論計算公式，為此，針對斜拉橋單塔結(jié)構受到的波浪力進行數(shù)值模擬和試驗研究，并對結(jié)構在波浪作用下的響應進行分析。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴對常用的幾種規(guī)則波的波浪理論及其適用范圍進行歸納和總結(jié)，對波浪力的幾種計算方法進行對比分析。⑵提出基于CFD的樁柱波浪力的數(shù)值計算方法，該方法是用流體軟件FLUENT模擬波浪與結(jié)構之間的相互作用。對幾種常見的數(shù)

3、值造波方法和數(shù)值消波方法進行介紹。為了驗證 CFD方法計算波浪力的準確性，對直徑D?2m的小尺寸樁柱受到的波浪力，分別用CFD方法和Morison方程進行計算，并將得到的兩個波浪力進行對比分析。⑶在CFD方法的基礎上，用FLUENT軟件數(shù)值模擬波浪與斜拉橋單塔結(jié)構之間的作用，通過對比CFD方法模擬得到的點的動水壓力和試驗采集得到的點的動水壓力，驗證CFD方法在模擬波浪與群樁承臺這類復雜結(jié)構相互作用時的有效性。⑷用有限元軟件ANSYS建立