风浪环境下跨海浮桥水弹性与气弹性耦合动力响应时域分析方法研究

摘要

海峡令很多国家面临着重要交通运输问题,严重阻碍了两岸的经济交流与发展.对于跨度和水深都比较大的海峡,传统桥梁已不再适用,催生了人们对于新型浮桥的探索.以挪威为例,针对5km跨度、上千米水深的峡湾,相继提出了浮式悬索桥、浮筒桥等设计方案.不同于传统桥梁仅需要考虑抗风设计,新型桥梁由于浮式基础,波浪影响同样十分重要,风和浪必须进行考虑.因此新型浮桥的研究面临着重大挑战,即风-结构变形-水三相动力耦合问题,这本质上是海洋工程中的水弹性问题和土木工程中的气弹性问题的耦合问题.目前,还没有能够同时考虑水弹性和气弹性的分析理论和方法.本文拟计入结构弹性变形与风、波浪之间的耦合作用,实现大型跨海浮桥水弹性和气弹性的耦合分析,进而研究结构物长期极限动力响应.