台风浪-潮-流相关性对桥梁群桩基础波流力的影响

作     者：尚黛梦 魏凯 钟茜 秦顺全 SHANG Dai-meng;WEI Kai;ZHONG Xi;QIN Shun-quan

作者机构：西南交通大学土木工程学院桥梁工程系成都610031 中铁大桥勘测设计院有限公司武汉430034 

出 版 物：《工程力学》 (Engineering Mechanics)

年 卷 期：2022年第39卷第S01期

页      面：187-194页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 0814[工学-土木工程] 

基　　金：国家重点研发计划项目(2021YFB1600300) 国家自然科学基金项目(51978578)。 

主　　题：浪-潮-流相关性 台风 Copula 联合概率 跨海桥梁 群桩基础 波流力 

摘      要：台风是我国主要的灾害性天气系统之一,台风作用下桥址区会产生巨浪、强潮、急流,导致桥梁群桩基础承受巨大的波流力。极端环境下的海洋环境参数浪、潮、流会相互作用,而现有的设计规范中较少考虑浪-潮-流的相关性,从而导致设计的保守。为研究台风浪-潮-流相关性对桥梁群桩基础波流力的影响,该文基于SWAN+ADICIRC耦合模型获取49条台风作用下浪-潮-流数据,采用三维嵌套Frank Copula模型得到浪-潮-流三维联合分布,建立100年重现期环境等值面,并采用势流理论与莫里森方程进行波流力计算。对不考虑浪-潮-流相关性与考虑浪-潮-流相关性计算得到的波流力进行对比分析。研究表明:考虑浪-潮-流相关性比不考虑浪-潮-流相关性计算得到的群桩基础波流力减小17.40%;波流力与有效波高、谱峰周期和流速呈现明显的正相关性,而对潮位的变化并不敏感;在考虑了浪、潮、流相关性后,水平剪力和基底弯矩对应的环境参数组合不再一致。