[科学研究]基于时域分析的浮式刚构桥浪致动力响应特性研究

基于时域分析的浮式刚构桥浪致动力响应特性研究

向   升 ¹ ，章宋衍 ¹ ，程   斌 ^{1 ， 2}

（ 1. 上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院，上海 200240 ； 2. 上海交通大学海洋工程 国家重点实验室，上海 200240 ）

摘   要：为研究浮式桥梁的浪致动力响应特性，建立了基于动力有限元法和状态空间模型的动力响应时域分析方法。该方法将势流分析得到的波浪力时程与浮体水动力参数应用于动力有限元模型，拟合构建辐射力状态空间模型，实现浮式桥梁的动力时域分析。基于相关文献中的浮式桥梁模型试验数据对该数值方法有效性进行验证。采用建立的方法针对浮式刚构桥在非均匀波浪作用下的动力响应开展时域计算，研究典型非均匀波浪分布条件对桥梁位移、内力等动力性能的影响。结果表明：所建立的时域分析方法具有良好的计算精度，可有效考虑浮式桥梁所受水动力效应；非对称波浪会引起桥梁的扭转运动，导致承台横摇运动和墩底弯矩响应明显提高；非均匀波浪作用下，浮式连续刚构桥主梁的水平面内位移和弯矩响应有所减小，而竖直面内位移和弯矩响应则明显提高。