波浪效应下深水桥梁群桩基础结构形式研究

《波浪效应下深水桥梁群桩基础结构形式研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、国内图书分类号：U44密级：公开国际图书分类号：624西南交通大学研究生学位论文波浪效应下深水桥梁群桩基础结构形式研究年级二〇一五级姓名任森申请学位级别工学硕士专业桥梁与隧道工程指导老师李永乐教授二〇一八年五月ClassifiedIndex：U44U.D.C：624SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisResearchonStructureFormsofDeep-waterBridgePile-GroupFoundationUnderWaveEffectGrade

2、:2015Candidate:RenSenAcademicDegreeAppliedfor:MasterDegreeSpecialty:BridgeandTunnelEngineeringSupervisor:Prof.LiYongleMay,2018西南交通大学硕士研究生学位论文第I页摘要随着我国“海洋强国”战略的提出，深水大跨桥梁建设对完善我国交通运输网络、提高交通运输效率、推动沿海城市经济发展、促进区域文化交流起着至关重要的作用。深水桥梁基础所处的海洋环境十分复杂恶劣，服役期内承受着随空间和时间变化的波浪荷载

3、作用，不同结构形式的深水桥梁基础在波浪力作用下的受力特性、响应均存在显著差异。目前，国内外针对深水桥梁基础结构波浪力响应的研究较为少见，而针对波浪荷载下深水桥梁基础结构形式的研究未见报道。因此，本文以某在建深水大跨桥梁的基础工程为背景，对不同桩基设计形式下的基础展开波浪力响应研究。本文以线性波理论为基础，分别计算了作用在深水桥梁基础（桩柱与承台）上的波浪力。通过建立深水桥梁基础的有限元模型，分析了结构的动力特性，并对基础结构进行了波浪力动力响应分析计算，筛选了可用于评价深水基础波浪力响应的指标。研究了桩高及承台与静

4、水面相对位置等因素对结构波浪力响应的影响，对比了不同结构形式（不同桩径、桩基数量和分布）下，深水桥梁基础的波浪力响应差异，总结了不同结构形式深水基础的受力特点和适用范围。最后，从减小桩基自由长度的角度出发，考虑了三种新型群桩基础结构：双承台基础、分离式三承台基础以及联合桩基础，并对其波浪荷载下的响应问题进行了求解。研究结果表明：（1）深水桥梁基础在波浪力作用下表现为受迫振动，结构响应在短时激励下即可趋于平稳，动力放大效应不显著。承台位移、桩底弯矩和桩底剪力均可作为评价结构波浪力响应的指标。（2）对于不同高度的深水桥

5、梁基础结构，当基础顶部高度在静水面附近时，结构的波浪力响应将达到最大。（3）对于不同桩径和不同桩基数量的基础结构，增大桩基直径可有效降低桩顶和承台的位移响应，对基础结构受力性能的优化效果较强；而增加桩基数量并不能明显降低桩顶承台的位移响应，同时对结构受力性能的优化效果有限。（4）加设下承台，如双承台基础和分离式三承台基础，可以显著提升基础结构的整体刚度，降低结构的波浪力位移响应和桩底弯矩响应。设置钢格构形成联合桩群，如联合桩基础，可以在保证桩底剪力基本不变的情况下，在一定程度上降低结构的波浪力位移响应，减小桩底弯矩

6、响应。本文研究结论可为深水桥梁基础结构形式的选择提供参考。关键词：深水桥梁；群桩基础；结构形式；线性波；有限元；动力响应；西南交通大学硕士研究生学位论文第II页AbstractWiththeproposalofChina's"MarinePower"strategy,theconstructionofdeep-waterlong-spanbridgesplaysavitalroleinimprovingourtransportationnetworkandtransportationefficiency,promo

7、tingtheeconomicdevelopmentofcoastalcitiesandregionalculturalexchange.Themarineenvironmentofdeepwaterbridgefoundationisverycomplex.Intheserviceperiod,itbearsthewaveloadthatchangeswithspaceandtime.Therearesignificantdifferencesinthestresscharacteristicsandrespon

8、seofthedeepwaterbridgefoundationundertheactionofwaveforceindifferentstructuralforms.Atpresent,theresearchonthewaveresponseofthedeepwaterbridgefoundationisrareathomeandabroad,andthe