風(fēng)浪聯(lián)合作用下橋塔結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)數(shù)值分析.pdf

1、隨著橋梁事業(yè)的快速發(fā)展，在世界跨徑排名前10名的斜拉橋、懸索橋、拱橋、梁橋4類中，中國均占了一大半。同時我國跨海大橋的建設(shè)也得到了突飛猛進的發(fā)展，無論是第一座跨海橋梁東海大橋的建成，還是具有代表性的膠州灣跨海大橋和杭州灣跨海大橋，還是正在建設(shè)的港珠澳跨海大橋和擬建的瓊州海峽跨海通道，都說明我國橋梁事業(yè)正處于創(chuàng)新和超越階段。但是跨海大橋所處的環(huán)境惡劣，水深浪急風(fēng)大的近海條件直接威脅橋梁的安全，甚至引起整個結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)或局部破壞，而橋塔又是大

2、跨度橋梁的重要承重結(jié)構(gòu)。本文的研究重點是風(fēng)浪聯(lián)合作用下橋塔結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)數(shù)值分析，旨在通過采用數(shù)值模擬的研究手段，研究不同波浪，不同風(fēng)譜下以及不同風(fēng)浪聯(lián)合方式下橋塔的動力響應(yīng)，探索其作用機理，為合理進行橋梁設(shè)計提供基礎(chǔ)。
　　首先，確定橋塔結(jié)構(gòu)的模型，選擇滬通大橋的鉆石形橋塔作為研究模型，滬通大橋主跨1092m，可滿足4線鐵路+6車道高速公路的荷載作用；鉆石形橋塔適用于對抗風(fēng)、抗震要求較高或特大跨徑的斜拉橋；橋塔采用沉井基礎(chǔ)，其剛度

3、大，整體性好、便于施工和穩(wěn)定性好且相對于群樁基礎(chǔ)更為經(jīng)濟。
　　其次，浪荷載對橋塔結(jié)構(gòu)作用的動力響應(yīng)分析，計算不同周期的規(guī)則波和隨機波作用下橋塔的靜力和動力響應(yīng)；采用Jonswap譜計算結(jié)構(gòu)的動力響應(yīng)，數(shù)據(jù)顯示隨機波作用下的橋塔位移最大值在規(guī)則波所有工況的計算位移范圍內(nèi)。風(fēng)荷載對橋塔結(jié)構(gòu)的抖振響應(yīng)分別采用Davenport風(fēng)譜和API風(fēng)譜計算，結(jié)果表明Davenport風(fēng)譜下的風(fēng)剖面整體上比API大，且Davenport風(fēng)譜下的橋

4、塔位移平均值與API相近，但位移最大值比API風(fēng)譜大。
　　最后，風(fēng)浪聯(lián)合作用下橋塔結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)數(shù)值計算分析，分別采用線性疊加法和Turkstra法計算橋塔結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)，線性疊加法下的橋塔塔頂位移近似等于單風(fēng)工況，考慮風(fēng)荷載和浪荷載不能同時達到最大值，使用Turkstra法計算風(fēng)浪聯(lián)合作用，考慮恒風(fēng)最大值與隨機波疊加和恒浪最大值與脈動風(fēng)疊加兩種工況，計算結(jié)果顯示雖然Turkstra法下的風(fēng)浪聯(lián)合荷載大于線性疊加法，但Turkstr