亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        剛構(gòu)橋在不同周期波浪荷載作用下動力響應(yīng)研究

        2022-01-21 10:25:30呂海龍汪建群郭向榮
        湖南交通科技 2021年4期
        關(guān)鍵詞:剛構(gòu)橋攻角極值

        羅 浩, 晏 亮, 呂海龍, 汪建群, 郭 輝, 郭向榮

        (1.湖南科技大學(xué) 土木工程學(xué)院, 湖南 湘潭 411201; 2.中國鐵道科學(xué)研究院 鐵道建筑研究所,北京 100081;3.中南大學(xué) 土木工程學(xué)院, 湖南 長沙 410075)

        0 引言

        跨海橋梁是目前跨海交通的主要形式之一,在為國民生活和經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來便利的同時,其本身設(shè)計施工也與陸路交通存在諸多差異。跨海橋梁長期受到波浪的作用,在長期反復(fù)的波浪力作用下也可能發(fā)生破壞,因此對橋梁波浪作用的研究是有必要的。實際情況中,相同的周期可能對應(yīng)不同的波高,而相同的波高也可能對應(yīng)不同的波周期[1-4],不同物理參數(shù)的峰值也會受到波周期影響,對應(yīng)會有最不利的波周期,因此研究波周期對結(jié)構(gòu)的影響也是需要考慮的重要問題之一。為了研究剛構(gòu)橋在波浪作用下的動力響應(yīng),本文主要采用數(shù)值分析方法[2],以某大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋為例,運(yùn)用計算流體力學(xué)軟件對波浪力[5]進(jìn)行了計算,并對不同周期波浪荷載作用下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)規(guī)律進(jìn)行了分析[6-9],為以后的設(shè)計提供更多參考。

        1 工程概況

        1.1 工程概況

        以某海灣三跨預(yù)應(yīng)力連續(xù)剛構(gòu)橋為算例,主梁采用單箱單室箱型截面,邊跨88 m,中跨160 m,橋墩采用雙肢薄壁墩,墩中心距離為8 m,A#墩高度32 m,B#墩高度28 m,全橋布置如圖1所示。

        圖1 全橋布置圖

        1.2 有限元模型

        有限元模型采用Beam188單元,運(yùn)用ANSYS自定義變截面進(jìn)行建模,墩底邊支座采用鉸接,中支座與梁采用剛接形式,主節(jié)點為梁節(jié)點,橫隔板采用集中荷載的形式模擬,有限元模型如圖2所示[2-3]。分析得到剛構(gòu)橋的前六階自振頻率,如表1所示。

        圖2 有限元模型圖

        表1 剛構(gòu)橋前六階自振頻率振型階數(shù)自振頻率/Hz振型形狀10.74第一階縱彎21.09第一階橫彎31.39第一階豎彎41.78第二階橫彎52.00第三階橫彎62.53第二階橫彎

        2 波浪荷載計算方法

        波浪荷載計算方法按照結(jié)構(gòu)大小,對大尺度結(jié)構(gòu)和小尺度結(jié)構(gòu)分別采用不同的計算方法[10-11]。

        2.1 小尺度結(jié)構(gòu)物波浪力計算

        對于小尺度結(jié)構(gòu),一般采用Morison方程來計算,垂直作用于柱體微端上的水平波浪力為[4]:

        (1)

        2.2 大尺度結(jié)構(gòu)物波浪力計算

        對于大尺度結(jié)構(gòu)的作用主要是附加質(zhì)量效應(yīng)和繞射效應(yīng)[12-13]。對于直立圓柱體上的波浪力,可以采用MacCamy-Fuchs公式,但對任意形狀結(jié)構(gòu)物的散射波速度勢很難取得解析解,因此要通過數(shù)值方法計算取得數(shù)值解,目前數(shù)值計算方法有三維源分布法、有限單元法等[2]。本文主要采用CFD軟件對波浪力進(jìn)行數(shù)值計算。

        3 波浪荷載數(shù)值計算

        3.1 波浪場模擬驗證

        通過比較波浪水池的數(shù)值模擬方法,可以發(fā)現(xiàn)在三維模式下,與動量源消波和仿物理造波等方法相比,邊界造波方法比較容易實現(xiàn),因此本文主要采用邊界造波方法[14-16]。氣液交界面用VOF(體積分?jǐn)?shù))法對自由水面模型進(jìn)行處理,水池尾部的消波采用動量源阻尼消波方法,即在動量方程中添加源項以實現(xiàn)消波[16-17]。

        為保證數(shù)值模擬的正確性,首先要對波浪的數(shù)值模擬進(jìn)行驗證。將二階斯托克斯波浪理論給出的波面時程曲線與數(shù)值模擬得到的波面時程曲線相對比(見圖3、圖4),結(jié)果表明當(dāng)波浪傳播到測點位置并且穩(wěn)定之后模擬結(jié)果和理論值吻合較好。

        圖3 距入口邊界1倍波長處波面時程曲線

        圖4 距入口邊界2倍波長處波面時程曲線

        3.2 數(shù)值水槽構(gòu)造

        本節(jié)計算波長取值由波周期來確定,波高均取2.4 m,計算區(qū)域長360 m,高30 m,水深12 m;波浪傳播方向網(wǎng)格節(jié)點距離取1.5 m,水面附近1倍波高內(nèi)豎向網(wǎng)格節(jié)點距離取0.1 m,其余網(wǎng)格越遠(yuǎn)離水面附近網(wǎng)格越稀疏,橋墩附近網(wǎng)格加密,網(wǎng)格劃分如圖5所示,波浪沿x軸正向傳播。圖6、圖7為模擬不同角度的波面速度云圖[18]。

        圖5 網(wǎng)格劃分示意圖

        圖6 波浪場速度云圖

        圖7 波浪場速度云圖俯視圖

        4 結(jié)果分析

        為了研究波周期對剛構(gòu)橋的影響,本文計算了攻角為0°(與梁垂直)、波高為2.4 m的不同周期(3~12 s)波浪荷載作用下,連續(xù)剛構(gòu)橋的動力響應(yīng),并對不同位置處的響應(yīng)結(jié)果進(jìn)行了提取分析,限于篇幅,本文僅列出了部分結(jié)果。圖8~圖13為不同位置處的位移、加速度和受力等結(jié)果。

        4.1 結(jié)構(gòu)位移響應(yīng)計算結(jié)果

        圖8、圖9為不考慮波高和攻角影響時,剛構(gòu)橋不同位置處的位移響應(yīng)極值隨波周期的變化圖。從圖中可以看出,受波周期的影響位移響應(yīng)峰值均有明顯變化,靠近A#墩的位移響應(yīng)峰值從邊跨到跨中分別在波周期3.5、4、4、4 s附近,靠近B#墩的位移響應(yīng)峰值從邊跨到跨中分別在波周期3.5、3.5、3.4、3.4 s附近。從圖中還可看出,隨著周期變化,A#墩附近位移響應(yīng)峰值在0.019~0.032 mm之間,B#墩附近的位移響應(yīng)峰值在0.007~0.021 mm之間,中跨跨中位移峰值在0.032 mm左右,A#墩附近位移峰值要大于B#墩附近位移峰值。

        圖8 A#墩附近位移響應(yīng)極值

        圖9 B#墩附近位移響應(yīng)極值

        4.2 結(jié)構(gòu)加速度計算結(jié)果

        圖10、圖11為不考慮波高和攻角影響時,剛構(gòu)橋不同位置處的加速度變化極值隨波周期的變化圖。從圖中可以看出,受波周期的影響加速度極值均有明顯的變化,靠近A#墩的加速度變化峰值從邊跨到跨中分別在波周期3.4、3.4、3.4、3.5 s附近,靠近B#墩的加速度變化峰值從邊跨到跨中分別在波周期3.4、3.4、3.5、3.5 s附近。同樣從圖中可以看出,隨著周期變化,A#墩附近加速度變化峰值在0.95~1.35 mm/s2之間,B#墩附近的加速度變化峰值在0.088~0.85 mm/s2之間,中跨跨中加速度峰值在1.19 mm/s2左右,A#墩附近加速度峰值要大于B#墩附近加速度峰值。

        圖10 A#墩附近加速度極值

        圖11 B#墩附近加速度極值

        4.3 結(jié)構(gòu)基底剪力計算結(jié)果

        圖12、圖13為不考慮波高和攻角的影響時,剛構(gòu)橋不同位置處的墩底剪力極值隨波周期的變化圖。從圖中可以看出,受波周期影響墩底剪力極值均有明顯變化,A#墩墩底的剪力峰值左右肢分別在波周期5.8 s附近,B#墩墩底的剪力峰值左右肢分別在波周期6.4 s附近。從圖中還可看出,隨著周期變化,A#墩附近墩底剪力峰值在0.166~0.17 MN之間,B#墩附近的墩底剪力峰值在0.11~0.112 MN之間, A#墩墩頂剪力峰值要大于B#墩墩底剪力峰值。

        圖12 A#墩基底剪力

        圖13 B#墩基底剪力

        4.4 結(jié)構(gòu)基底彎矩計算結(jié)果

        圖14、圖15為不考慮波高和攻角的影響時,剛構(gòu)橋不同位置處的基底彎矩極值隨波周期的變化圖,從圖中可以看出,受波周期的影響基底彎矩峰值均有明顯的變化,A#墩的左右肢基底彎矩峰值分別在波周期6.4 s附近,B#墩的左右肢墩底剪力峰值分別在波周期6.8 s附近。圖中還可看出,隨著周期變化,A#墩基底彎矩峰值在1.1 MN·m左右,B#墩的基底剪力峰值在0.4~0.435 MN·m之間,A墩基底剪力峰值要大于B#墩基底剪力峰值。

        圖14 A#墩基底彎矩

        圖15 B#墩基底彎矩

        5 結(jié)論

        1)當(dāng)波高和攻角一定時,不同工況下的位移響應(yīng)極值受波浪周期變化影響,會隨著波周期變化而發(fā)生變化,A#墩附近位移響應(yīng)峰值要大于B#墩附近位移響應(yīng)峰值,A#墩附近位移響應(yīng)峰值出現(xiàn)在3.5~4 s附近,B#墩附近位移響應(yīng)峰值出現(xiàn)在3.4~3.5 s附近。對應(yīng)波浪圓頻率在1.57~1.85之間,與結(jié)構(gòu)第二階橫向彎曲振動頻率1.78接近。

        2) 當(dāng)波高和攻角一定時,不同工況下加速度極值受波浪周期變化影響,會隨著波周期變化而發(fā)生變化,A#墩附近的加速度變化峰值大于B#墩附近的加速度變化峰值,A#墩附近加速度變化峰值出現(xiàn)在3.4~4 s附近,B#墩附近加速度變化峰值出現(xiàn)在3.4~3.5 s附近。對應(yīng)波浪圓頻率在1.57~1.85之間,與第二階橫向彎曲振動頻率1.78接近。

        3)當(dāng)波高和攻角一定時,不同工況下基底剪力極值受波浪周期變化影響,會隨著波周期變化而發(fā)生變化,A#墩的基底剪力峰值大于B#墩的基底剪力峰值,A#墩基底剪力峰值出現(xiàn)在5.8 s附近,B#墩基底剪力峰值出現(xiàn)在6.4 s附近。對應(yīng)波浪圓頻率在0.98~1.08之間,與第一階橫向彎曲自振頻率1.09接近。

        4)當(dāng)波高和攻角一定時,不同工況下基底彎矩極值受波浪周期變化影響,會隨著波周期變化而發(fā)生變化,A#墩的基底彎矩峰值大于B#墩的基底彎矩峰值,A#墩的基底彎矩峰值出現(xiàn)在6.4 s附近,B#墩的基底彎矩峰值出現(xiàn)在6.8 s附近。對應(yīng)波浪圓頻率在0.92~0.98之間,與第一階橫向彎曲自振頻率1.09接近。

        5)對各個物理參數(shù)分析可知,A#墩附近的物理參數(shù)均要大于B#墩附近的物理參數(shù),其原因在于A#墩比B#墩高,所受波浪力也比B#墩大,因此,A#墩附近的物理參數(shù)變化均要大于B#墩。

        猜你喜歡
        剛構(gòu)橋攻角極值
        極值點帶你去“漂移”
        極值點偏移攔路,三法可取
        風(fēng)標(biāo)式攻角傳感器在超聲速飛行運(yùn)載火箭中的應(yīng)用研究
        大跨徑連續(xù)剛構(gòu)橋施工控制
        某連續(xù)剛構(gòu)橋非一致激勵地震響應(yīng)分析
        一類“極值點偏移”問題的解法與反思
        大攻角狀態(tài)壓氣機(jī)分離流及葉片動力響應(yīng)特性
        附加攻角效應(yīng)對顫振穩(wěn)定性能影響
        振動與沖擊(2015年2期)2015-05-16 05:37:34
        民用飛機(jī)攻角傳感器安裝定位研究
        匹配數(shù)為1的極值2-均衡4-部4-圖的結(jié)構(gòu)
        国产又黄又湿又爽的免费视频| 久久免费网国产AⅤ| 久久中文字幕日韩精品| 日本精品啪啪一区二区| 午夜视频在线观看视频在线播放| 精品人妻无码视频中文字幕一区二区三区 | chinese国产在线视频| 性色av一区二区三区密臀av| 国产午夜在线视频观看| 亚洲色欲色欲www| 亚洲人成精品久久久久| 国产视频在线播放亚洲| av天堂精品久久综合网| 女人下面毛多水多视频| 欧美人与禽交zozo| 我的极品小姨在线观看| 麻豆国产精品久久人妻| 亚洲旡码a∨一区二区三区| 免费国产黄片视频在线观看| 91人妻一区二区三区蜜臀| 亚洲欧洲国产码专区在线观看| 亚洲欧美日韩中文在线制服| 色欲AV成人无码精品无码| 伊人婷婷综合缴情亚洲五月| 亚洲av无码国产综合专区| 久久久精品人妻一区亚美研究所| 精品久久久无码不卡| 国产成人综合精品一区二区| 男女做爰猛烈啪啪吃奶动| 欧美黄色免费看| 中文字幕日本五十路熟女| 亚洲av午夜成人片精品电影| 性欧美大战久久久久久久久| 久久99久久99精品观看| 女同性恋一区二区三区av| 中字幕人妻一区二区三区 | 国产精品无码不卡在线播放| 国产交换精品一区二区三区| 国产成人a在线观看视频免费 | 日本国产一区二区在线| 日韩精品真人荷官无码|