地震作用下深水橋墩的動力響應研究.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,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,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雜的動力相互作用問題。目前在橋梁結構的動力分析領域,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構響應分析基本沒有研究。
　　 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)外文獻的基礎上,總結了結構地震響應的理論、深水結構地震動水壓力計算方法和非線性振動分析方法及相關的研究成果。
　　 (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分析。研究表明:(a)地震動水壓力對橋墩的地震響應有顯著影響；(b)水位對深水橋墩地震反應具有

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,在進行抗震設計時考慮動水壓力的作用是非常必要的。
　　 (3)進行了深水結構的非線性動力學分析。本文依據(jù)地震作用下深水結構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的定常運動,并應用Matlab語言