波流联合作用下承台结构受力研究

田恒葵

(中铁工程设计咨询集团有限公司太原设计院，山西太原 030013)

1 承台结构研究

近年来随着我国交通运输的迅猛发展，尤其是东部沿海地区，修建跨海大桥势在必行。承台作为桥梁下部结构的重要组成部分，尤其是对于跨海桥梁来说，承台位于液面附近处，受到波浪和海流(以下简称波流)的作用，将愈发控制设计。在波浪的基础上加入海流将使得结构受力变得更为复杂。针对波流对承台结构的作用力问题，各国学者都进行了广泛的研究。

承台的存在会显著的影响波动场，此时波浪的惯性力和绕射力占据主导，与群桩的拖曳力有着本质区别。目前应用最为广泛的是Mac Camy和Fuchs[1-2]于1954年提出的绕射理论，该理论认为波浪在到达结构物表面后会产生一个向外扩散的散射波，散射波和入射波叠加以后，会形成一个新的波动场，因此，在计算波浪力时必须考虑散射效应和和自由表面效应。过达和蔡保华[3]考虑了入射波高、平台形状、波浪性质(推进波、破碎波)、相对净空高度以及基础结构型式等因素的影响。孙冰等人[4]通过物理实验与数值模拟的对比，研究分析了桩基承台结构在计算波浪力时的计算方法。李剑等人[5]分析了Morison方程、绕射理论和CFD不同方法计算承台波浪力的差异。对于数值波流水槽的研究，也颇为广泛。宁德志[6]等人根据时域高阶边界元方法建立了波流耦合的非线性数值水槽，研究了水流作用下波面的变化以及水流对波浪要素非线性的影响。……