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题名斜坡海岸地形上近海桥梁主梁波浪冲击力研究
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作者
方庆贺
汤昌鑫
袁文厅
郭悬
陈再现
郭安薪
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机构
山东省高等学校土木工程结构与防灾实验室
内蒙古大学交通学院
扬州大学建筑科学与工程学院
哈尔滨工业大学土木工程智能防灾减灾工业和信息化部重点实验室
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出处
《铁道科学与工程学报》
北大核心
2025年第6期2645-2656,共12页
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基金
国家自然科学基金资助项目(52178128,52438009)
山东省高等学校“青创团队计划”(2022KJ081)。
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文摘
台风(飓风)所引发的极端波浪是近海桥梁结构安全面临的重大威胁之一。飓风Ivan(2004年)和Katrina(2005年)曾在墨西哥湾引发巨浪摧毁了多座近海桥梁。针对这一工程灾害问题,已有研究利用波浪水槽试验或计算流体力学(CFD)数模方法研究了波浪对位于平坦海床上的桥梁主梁的冲击作用,但这些研究忽略了海床尤其是斜坡海岸地形对波浪作用的调制作用。基于OpenFOAM软件,构建斜坡海岸地形上的桥梁主梁波浪作用的数值模型,重点分析海床地形、波浪特性以及桥位布置等因素对桥梁主梁所受波浪力的影响。首先,利用公开发表的实验数据,对入射波浪波面和桥梁主梁波浪力的数值模拟结果进行验证,所建立的数值模型能够较好地模拟出波浪与桥梁主梁相互作用的物理过程,具有充分的可靠性。在此基础上本研究分析平坦海床与斜坡海岸地形对桥梁主梁波浪力的差异。研究结果表明,斜坡海岸地形对桥梁主梁波浪力存在显著的增大或抑制影响,且这一影响与桥梁至海岸的距离密切相关。本研究探讨了波浪特性、海岸坡度等因素对波浪力的影响规律。研究结果表明:斜坡海岸在不同坡度条件下对桥梁主梁波浪力的最大增幅与入射波浪特性密切相关,但受淹没条件的影响则相对较小。在进行近海桥梁的抗波浪设计时,必须充分考虑斜坡海岸地形对波浪荷载的影响。
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关键词
近海桥梁主梁
波浪冲击
波浪作用力
斜坡海岸
波浪反射
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Keywords
coastal bridge superstructure
wave impact
wave force
sloping seabed
wave refection
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分类号
U447
[建筑科学—桥梁与隧道工程]
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