地震作用下深水橋墩的動力響應(yīng)研究.pdf

1、隨著世界經(jīng)濟的不斷發(fā)展,為了建立更加便捷的交通網(wǎng)絡(luò),大型的越江跨海橋梁工程不斷涌現(xiàn)。世界范圍內(nèi)跨越大江大洞、海峽和海灣深水橋梁的規(guī)劃與建設(shè),給橋梁工程界帶來巨大的機遇和挑戰(zhàn)。通常這些大跨度橋梁的橋墩往往處于深水之中,在地震作用下,橋墩與周圍水體的耦合振動是一個非常復(fù)雜的動力相互作用問題。目前在橋梁結(jié)構(gòu)的動力分析領(lǐng)域,考慮地震動水壓力的研究還比較少,特別是對于非線性流體力作用下的深水結(jié)構(gòu)響應(yīng)分析基本沒有研究。
　　 在這種背景下,

2、本文對地震作用下深水橋梁與水動力相互作用問題進行了研究。本文主要進行的研究工作包括:
　　 (1)在查閱大量國內(nèi)外文獻的基礎(chǔ)上,總結(jié)了結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)的理論、深水結(jié)構(gòu)地震動水壓力計算方法和非線性振動分析方法及相關(guān)的研究成果。
　　 (2)建立了深水橋墩考慮流固耦合作用的有限元模型,以某大橋深水橋墩為算例,對其進行在地震作用下動力響應(yīng)分析。研究表明:(a)地震動水壓力對橋墩的地震響應(yīng)有顯著影響；(b)水位對深水橋墩地震反應(yīng)具有

3、不可忽視的影響,總體上,隨著水位的升高,動水壓力效應(yīng)對橋墩的影響有增大的趨勢。因此,在地震作用下,對于位于深水當中的大跨橋梁來說,在進行抗震設(shè)計時考慮動水壓力的作用是非常必要的。
　　 (3)進行了深水結(jié)構(gòu)的非線性動力學(xué)分析。本文依據(jù)地震作用下深水結(jié)構(gòu)的非線性振動微分方程,利用非線性振動的多尺度法,求得了系統(tǒng)的主共振,1/3次亞諧共振,3次超諧共振,1/2次亞諧共振和2次超諧共振的近似解以及相應(yīng)的定常運動,并應(yīng)用Matlab語言