施工期跨海桥梁矩形设置基础波流力研究

作     者：康啊真 张东明 李鑫 吴先斌 祝兵 KANG Azhen;ZHANG Dongming;LI XIN;WU Xianbin;ZHU Bing

作者机构：西南交通大学土木工程学院四川成都610031 桥梁智能与绿色建造全国重点实验室湖北武汉430034 成都大学建筑与土木工程学院四川成都610106 

出 版 物：《世界桥梁》 (World Bridges)

年 卷 期：2024年第52卷第1期

页      面：79-86页

学科分类：081406[工学-桥梁与隧道工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：国家自然科学基金面上项目(52178167) 四川省科技厅应用基础面上项目(2021YJ0039) 西南交通大学交叉创新团队项目(YH1500112432297) 

主　　题：跨海桥梁 矩形设置基础 墩位水深 吃水深度 波浪力 波流力 数值模拟 

摘      要：为给跨海桥梁矩形设置基础施工提供参考,研究跨海桥梁矩形设置基础定位下沉过程中墩位水深及结构吃水深度对其波流力的影响。基于垂向多层σ坐标变换模型和大涡模拟LES方法建立三维波浪-流与结构物相互作用的数值仿真模型,分析不同水深及结构吃水深度时,单独波浪作用和波流共同作用下矩形设置基础的波流力及其统计值和流场分布特征,并提出施工期矩形设置基础下沉过程波流力简化算法。结果表明:矩形设置基础在定位下沉过程中,垂直来流传播方向的结构阻水面积随之增大,流场的复杂绕射作用使得波流力峰值呈非线性增大趋势;由于浅水波在整个水深范围影响都比较大,矩形设置基础波流力对结构吃水深度的变化相对深水条件更为敏感;结构波流力峰值不对称系数随吃水深度增加逐渐减小,且波流力表现为正向峰值大于负向峰值的强烈不对称性特点;随着结构吃水深度增加,单独波浪作用、波流共同作用时,在流场复杂绕射作用下,矩形设置基础迎浪侧的波面爬高增大,涡脱现象愈加明显;提出的跨海桥梁矩形设置基础下沉着床过程波流力简化算法可用于估算设置基础施工期波流力。