深水懸臂橋墩動力特性及地震響應(yīng)研究.pdf

1、快速的經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展需要一個便捷的交通運(yùn)輸網(wǎng)，跨越大面積水域的深水橋梁是其中重要組成部分；設(shè)計該類型橋梁時須考慮環(huán)境荷載的復(fù)雜性及相應(yīng)的計算方法。深水中的橋梁在地震作用下一旦發(fā)生損傷或破壞，其加固或改造將是十分困難的，已有的研究表明橋墩周圍水的存在會給結(jié)構(gòu)的動力特性帶來影響，且在地震作用下會對橋墩產(chǎn)生較大的動力荷載作用。因此如何合理地評定深水橋墩周圍水對結(jié)構(gòu)的影響是本課題主要的目標(biāo)。
　　本文對無入射波情形下深水懸臂橋墩的動力特性

2、和地震響應(yīng)進(jìn)行了分析，主要內(nèi)容及結(jié)論包括：
　　（1）基于不考慮表面波效應(yīng)的勢流理論和Morison方程對不同高度和水深的懸臂等截面圓柱橋墩進(jìn)行系統(tǒng)的動力分析，比較了兩種方法的差異。結(jié)果表明隨著水深的增大橋墩-水體系自振頻率減小，而滿水狀態(tài)下隨著橋墩高度的增大，水體對結(jié)構(gòu)自振頻率的影響增大；Morison方程中的速度力項在計算地震動響應(yīng)響應(yīng)時可以保守地忽略。
　?。?）利用ADINA中的勢流體單元對一已建成的深水高墩建模，橋

3、梁上部結(jié)構(gòu)對橋墩的影響以墩頂集中質(zhì)量的形式體現(xiàn)，分別對不同水深條件下橋墩-水體系的動力特性和地震動響應(yīng)進(jìn)行了數(shù)值求解；同時為了檢驗Morison方程在深水橋墩動力分析中的有效性，將基于忽略速度力項的Morison方程的計算結(jié)果與基于勢流體的結(jié)果進(jìn)行了比較。研究表明水深對墩頂加速度的影響大于對墩頂位移的影響，底剪力受水深的影響比彎矩大，與基于勢流體的結(jié)果相比忽略速度項的Morison方程的計算結(jié)果相對保守；考慮橋梁上部結(jié)構(gòu)的影響，結(jié)構(gòu)的響