剛構橋在不同周期波浪荷載作用下動力響應研究

羅 浩， 晏 亮， 呂海龍， 汪建群， 郭 輝， 郭向榮

(1.湖南科技大學 土木工程學院， 湖南 湘潭 411201； 2.中國鐵道科學研究院 鐵道建筑研究所，北京 100081；3.中南大學 土木工程學院， 湖南 長沙 410075)

0 引言

跨海橋梁是目前跨海交通的主要形式之一，在為國民生活和經濟發展帶來便利的同時，其本身設計施工也與陸路交通存在諸多差異。跨海橋梁長期受到波浪的作用，在長期反復的波浪力作用下也可能發生破壞，因此對橋梁波浪作用的研究是有必要的。實際情況中，相同的周期可能對應不同的波高，而相同的波高也可能對應不同的波周期[1-4]，不同物理參數的峰值也會受到波周期影響，對應會有最不利的波周期，因此研究波周期對結構的影響也是需要考慮的重要問題之一。為了研究剛構橋在波浪作用下的動力響應，本文主要采用數值分析方法[2]，以某大跨度連續剛構橋為例，運用計算流體力學軟件對波浪力[5]進行了計算，并對不同周期波浪荷載作用下的結構響應規律進行了分析[6-9]，為以后的設計提供更多參考。

1 工程概況

1.1 工程概況

以某海灣三跨預應力連續剛構橋為算例，主梁采用單箱單室箱型截面，邊跨88 m，中跨160 m，橋墩采用雙肢薄壁墩，墩中心距離為8 m，A#墩高度32 m，B#墩高度28 m，全橋布置如圖1所示。

圖1 全橋布置圖

1.2 有限元模型

有限元模型采用Beam188單元，運用ANSYS自定義變截面進行建模，墩底邊支座采用鉸接，中支座與梁采用剛接形式，主節點為梁節點，橫隔板采用集中荷載的形式模擬，有限元模型如圖2所示[2-3]。……