考虑水-土-桥梁动力相互作用的大跨桥梁地震反应分析

为了研究地震动作用下动水压力对深水桥梁的影响,基于局部动力人工边界、流体边界及流固耦合理论方法建立了水-土-单桩整体模型,通过水平地震作用下的动力时程反应分析,同简化的Morison方程法模拟方式及无水模型进行对比分析,研究考虑桩土作用前提下工程简化方法和考虑流固耦合的整体方法的差异,以及桩土作用下动水压力对单桩结构动力反应的影响。在此基础上,以某跨海大跨连续刚构桥为背景,首次建立了水-土-桥梁系统的整体动力有限元模型,研究水-土-桥梁系统的地震动力反应,分析了桥梁各构件的内力幅值和分布规律,并与未考虑动水作用下的桥梁结构进行对比,分析了动水压力对深水桥梁的地震反应的影响规律。结果表明,动水作用受地震波频率影响较大,但规律相近,相同外部环境下,由于上部结构和桩土相互作用的不同,动水压力对单桩的影响大于大跨桥梁桩基础的影响。对于大跨桥梁,动水作用对处于水中桩基础的影响较大,水中部分的桩基础内力增幅最大,对水位以上的桥墩影响稍小,考虑动水作用后主梁轴力增加,弯矩减小。     

海啸数值模拟及桥梁上部结构冲击动力作用研究

海啸作为一种破坏力较强的海洋灾害,对近海桥梁的威胁不言而喻。上部梁体作为常规桥梁的重要组成部分,其在海啸冲击下的数值模拟研究受到了广大学者的关注。文中利用溃坝波模拟海啸波,在Fluent软件中建立上部梁体数值模型,该模型耦合VOF法和k-ε湍流模型求解雷诺平均N-S方程,并采用PISO算法进行数值迭代。从计算域设置、网格划分和湍流模型选定对数值模型基本情况进行说明,然后对数值结果进行分析,并利用已有试验数据,验证溃坝波冲击下上部梁体数值模型运行结果的准确性。结果表明：若将上部梁体变形耗能差异考虑在内,数值模拟下的溃坝涌波水平力满足试验要求;而对于溃坝涌波竖向力,除了在初始突变段时试验与数值结果有些差别外,在之后的似平稳段大致相同。     

结构抗连锁倒塌问题研究

如何保证结构的整体性，并防止其局部破坏所造成的结构连锁倒塌问题，已经得到工程设计和研究者的广泛重视。近年来，欧美国家颁布了结构抗连锁倒塌设计标准，并提出抗连锁倒塌设计是结构多灾害防治的一种手段。改善结构的整体强劲性，是抗连锁倒塌设计主要解决的问题。通过对国内外连锁倒塌和结构整体强劲性研究发展状况的简要评述，主要介绍了连锁倒塌分析与整体强劲性的定义，讨论了整体强劲性分析和评价的不同方法以及改善整体强劲性的措施。最后，探讨了结构抗连锁倒塌与整体强劲性分析有待研究的问题。