潜式沉箱-群桩-平台型复合结构的水动力特性.pdf

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1、第26卷第2期2011年4月中国海洋平台CHINAOFFSHOREPLATFORMV01．26No．2Apr．，2011文章编号：1001-4500(2011)02—0032—05O潜式沉箱一群桩一平台型复合结构的水动力特性郭传胜，张宁川，黄玉新●(大连理工大学，大连116024)裴玉国摘要：通过点压力试验对由潜式沉箱一群桩一平台组合成的新型复合结构受到的波浪压力进行系统研究。分析了时域内不同位置的压强特点，并对整个结构最大压力的空间分布进行探讨，给出了不同位置压强与相对波高(H／S)的关系，为结构设计应用提供参考。关键词：潜式沉箱；复合机构；波浪压强；相位差中图

2、分类号：U656．1文献标识码：ATheHydraulicPerformanceofCaisson。_。pile。__deckCompositeStructureGU0Chuan—sheng，ZHANGNing—chuan，HUANGYu—xin，PEIYu—guo(DalianUniversityofTechnology，Dalian16024)Abstract：Throughexperimentinthewaveflume，systematicstudywascarriedoutonwaveforcesactingoncaisson—pile—deckcomp

3、ositestructure．Thecharacteristicsofdynamicpressuresatdifferentpositionswerecomparedanddiscussedintimedomain．Thespatialdis—tributionsofmaximumwavepressureonthecompositestructurewereanalyzedandtherela——tionbetweenwavepressureandrelativewaveheight(H／S)wasinvestigated，whichmaybeusefulfort

4、heengineeringdesignandapplication．≯I士了J口Keywords：submergedcaisson；compositestructure；wavepressure；phasedifference重力式码头是码头结构的一个重要类别，随着开敞式码头的发展，码头前沿的水深越来越深，波况越来越恶劣，纯重力式码头结构暴露出对地基承载力要求高、承受波浪力大等缺点‘1

5、。为克服重力式码头的不足，椭圆型沉箱E23和开孑L沉箱等新的码头结构成为研究的热点。在结合重力式码头和桩基码头各自优势的基础上，有学者提出一种应用于深水区的码头新型结构——潜式沉箱

6、一群桩一平台型复合结构。这种复合结构介于重力墩式和桩基结构之间，即发挥了重力结构易稳定、对地基要求低优点，又拥有桩基结构受波浪力较小的优点，能适应深水开敞式海况，是一种很有前途的新型结构。目前国内还未采用这种复合结构，究其原因是，对复合结构研究较少，结构受力特性还不了解。国内对椭圆形沉箱和开孑L沉箱已进行了不少研究，李玉成等E33对开孑L沉箱受到的水平力、垂向力、力矩以及点压力收稿日期：2010—08—23基金项目：国家自然科学基金(50921001)及博士后基金(20080441115)。作者简介：郭传胜(1982一)，男，博士生。第2期郭传胜，等潜式沉箱一群桩

7、一平台型复合结构的水动力特性分布等进行了一系列研究，总结出波峰和波谷总力计算的简化公式。白景涛[2]等通过物理模型试验对椭圆沉箱墩式码头结构进行研究与设计，对椭圆形沉箱受力特征进行了分析。任效忠等[4]研究了准椭圆沉箱受力与入射波向、周期、相对间距等因素的关系。HutD．S．等[5]对复合防波堤处波浪绕射、反射、破碎等进行模拟，得出沉箱迎浪侧压强最大值分布规律以及入射波相位与压强分布的关系。由于重力沉箱和桩柱分别属于大尺度和小尺度结构，而上部平台要承受波浪冲击压力具有强烈的非线性特征，这给复合结构受力计算带来难度，到目前为止，还没有关于重力式和桩基式组合结构水动力

8、研究的报告。为将这一结构有效地应用到实际工程中，研究结构受到的压力特点是十分重要的。本文从压力试验人手，系统研究了规则波和不规则波作用下复合结构不同位置的压力特点，找出了最大压强发生的位置，分析了压强与相对波高的关系。以期对这种新结构的应用，提供结构设计和优化依据。(3)上部平台结构：平台结构根据功能可分为两类，第一类用作栈桥类无靠船、{Z，，功能时平台底面为一平面；第二类用作靠船墩类结构时，靠船一侧根据靠船需求平V台底往下延伸。本文以较复杂的第二类型结构为研究对象。图1复合结构外观示意图1．2试验条件试验在大连理工大学海岸及近海工程国家重点实验室的非线性波浪水槽

9、中进行。水