波浪和地震作用下的東海島大橋設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、跨海大橋工程規(guī)模大，技術(shù)含量高，工程建造風(fēng)險(xiǎn)巨大，日益引起人們的高度重視。橋梁結(jié)構(gòu)處于復(fù)雜的海洋環(huán)境條件下，橋墩及基礎(chǔ)除承受上部結(jié)構(gòu)傳來(lái)的自重、車輛、溫度等荷載外，還要承受巨大的波浪和地震荷載作用，如何界定波浪和地震對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的作用效應(yīng)，是跨海大橋設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)之一。目前，設(shè)計(jì)中對(duì)波浪荷載的計(jì)算都是借鑒水工領(lǐng)域的成果，采用基于Morrison方程的半經(jīng)驗(yàn)公式法，忽視了結(jié)構(gòu)本身的動(dòng)力特性，而且公式相關(guān)參數(shù)的取值依賴于工程經(jīng)驗(yàn)，必然會(huì)導(dǎo)致計(jì)

2、算結(jié)果的偏差。對(duì)于跨海大橋的抗震分析，一般僅進(jìn)行單獨(dú)的地震荷載驗(yàn)算，沒(méi)有考慮波浪荷載的作用，荷載工況與實(shí)際的作用環(huán)境不一致，導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果偏不安全。
　　本文以湛江東海島跨海大橋?yàn)橐劳?，采用有限元時(shí)程分析法計(jì)算下部結(jié)構(gòu)的波浪力，提出了基于動(dòng)態(tài)時(shí)程的波浪和地震荷載作用作用下的橋梁結(jié)構(gòu)分析方法，通過(guò)仿真分析，得到了波浪和地震作用下的結(jié)構(gòu)荷載效應(yīng)，為東海島大橋結(jié)構(gòu)的選型及下部結(jié)構(gòu)尺寸配筋提供了合理的理論依據(jù)，對(duì)保證跨海大橋滿足波浪和地震作

3、用下的安全性具有重要理論意義和實(shí)用價(jià)值，本文主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)如下：
　　1）本文提出了基于Morrison方程的波浪力時(shí)程計(jì)算方法，編制APDL程序計(jì)算每個(gè)節(jié)點(diǎn)的波浪力時(shí)程，通過(guò)有限元時(shí)程分析對(duì)東海島大橋下部結(jié)構(gòu)的波浪力進(jìn)行了計(jì)算，合理確定了波浪力的大小，為下部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)波浪力合理取值提供理論依據(jù)。時(shí)程分析法的計(jì)算結(jié)果表明，單樁波浪力的水平作用效應(yīng)值達(dá)到了200kN左右，量級(jí)影響橋梁下部結(jié)構(gòu)的安全性，設(shè)計(jì)中必須予以重視。
　　2）本

4、文提出了基于動(dòng)態(tài)時(shí)程的波浪和地震荷載作用下橋梁結(jié)構(gòu)分析方法，利用波浪力時(shí)程和根據(jù)東海島大橋橋位環(huán)境選取的地震加速度時(shí)程，按照《抗震細(xì)則》的要求，在結(jié)構(gòu)模型上同時(shí)輸入兩個(gè)加速度時(shí)程進(jìn)行時(shí)程分析，得到了基于波浪和地震作用下的結(jié)構(gòu)荷載效應(yīng)，E1設(shè)防水平下單樁水平作用效應(yīng)值達(dá)到了約360kN，E2設(shè)防水平下單樁水平作用效應(yīng)值達(dá)到約1290kN，需加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的配筋，以確保下部結(jié)構(gòu)的安全性。
　　3）根據(jù)波浪和地震作用下的荷載效應(yīng)分析，通過(guò)充分