水下悬浮隧道缆索的优化研究

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1、—＇■．共ｉＩ￣￣＾ＡＭＴＩＡＮＪＩＮＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ中国第—臟代大学ＦＯＵＮＤＥＤＩＮ１８９５．．蓋：－，ｋ巧ＩＨｉＩ．巧－編狐硕±学位论文’船舶与觀巧程以ＨＩＥ学科专业：３Ｅ作者姓名；迅歷＾指导教师＝目宏生副教授；天津大学研究生院２。１５年４月ＩＴ，馨＾補圓－呵＾—妾水下悬浮隧道缆索的优化研究TheOptimizationResearchoftheTethersoftheSubmergedFloatingTunnel领域：船舶与海洋工程研究生：杨国彬指导教师：闫宏生副教授天津大

2、学建筑工程学院二零一五年四月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加标注和致谢么处外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。—：学位论文作者签名；精風签字日期ｉｍ年华月／〇日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检、、索，并采用

3、影印缩印或扫描等复制手段保存汇编ｌｉＵ共查阅和借阅。同意学校向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）：学位论文作者签名：导师签名；杨度１梯夕ｏｉｒ／〇：从少月Ｎ日签字日期：ｌｆ年午月日签字日期ｉ：年ｌ摘要随着经济的快速增长和社会的不断进步，沟渠的跨越问题越来越成为亟待解决的难题。目前已经开发出了各种水上桥梁、沉底管道等各种跨越方式，然而对于琼州海峡这样宽度和深度都很大的海峡的跨越问题尚未有更好的解决办法。水下悬浮隧道是一类先进穿越海峡湖泊的交通通道，它很经济、几乎无污染，且基本不受外界因素的影响，便于设置多

4、类跨海、跨江等的供电、供水的管线，业已受到许多国家不断的关注。而锚索式水下悬浮隧道凭借其突出的优越性，更是成为国内外专家学者研究的重点。目前国内外对锚索式水下悬浮隧道的研究已经有了很多成果，但对缆索布置方式进行选优却少有文献提及。因此，本文对锚索式水下悬浮隧道缆索的优化进行了初步的研究。在查阅了国内外众多文献的基础上，本文首先简单的介绍了水下悬浮隧道的概念及研究概况，同时对新近提出的水下悬浮隧道的不同布置类型的特点及选型方法进行了分析，并以琼州海峡为例，结合琼州海峡特定的海况和不同水下悬浮隧道类型的特点，给出了适合琼州海峡海况的水下悬浮隧道的型式，也即锚索式水下悬浮隧道倾斜布

5、索的型式，接着通过Gambit建立流场模型并将划分好的网格导入Fluent软件中进行模拟计算，得到了适宜的拖曳力系数，接下来以缆索对数、缆索倾角和缆索间夹角为变量，建立并计算分析了多个模型，给出了缆索的最优布置方案，最后以海流流速为变量，建立了大量模型，对锚索式水下悬浮隧道的缆索进行了初步的模态分析，结果发现，海流流速为1.4m/s~2.4m/s时，水下悬浮隧道缆索出现一阶模态振动的现象，海流流速为2.7m/s~4.0m/s时，水下悬浮隧道缆索便开始出现二阶模态振动的现象。关键词：水下悬浮隧道；琼州海峡；锚索式；模态分析ABSTRACTWiththerapidgrowthof

6、economyandthecontinuousprogressofthesociety,thecrossingofchannelsisbecomingamoreandmoredifficultproblemtobesolved.Uptonow,variousbridgesabovewaterandsubseapipelineshavebeendesignedsuccessfully,however,itremainsatoughproblemtofigureoutabetterwaytocrossthosewideanddeepstraitslikeQiongzhoustra

7、it.Submergedfloatingtunnelisanadvancedapproachtocrossbothlakesandstraits.Andithasattractedmanycountries’attentionssinceit’smoreeconomic,environmental,protecting,moreconvenienttoinstalltheelectricityandwatertransportingpipelinestocrosschannelsandstraits,a