桥梁上部结构风浪流荷载效应分析与设计方法PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 桥梁结构风浪流荷载作用研究现状与进展 4

1.2.1 桥梁上部结构波流力荷载研究现状 4

1.2.2 桥梁上部结构波浪荷载理论计算研究现状 5

1.2.3 工程结构波浪荷载数值模拟研究现状 6

1.3 桥梁风浪流荷载效应中有待研究的问题 10

第2章 风浪流特性及其对桥梁上部结构作用宏观机理 11

2.1 波浪的种类及基本特性 11

2.1.1 波浪基本要素 11

2.1.2 波浪的分类 11

2.1.3 风浪和涌浪 12

2.1.4 地震海啸与风暴潮 14

2.1.5 近岸波 16

2.2 波流（洪水）对桥梁上部结构的作用机理 17

第3章 波浪计算理论基础 19

3.1 引言 19

3.2 波浪计算理论 20

3.2.1 波浪的流体动力基本方程及其边界条件 20

3.2.2 线性波理论 20

3.2.3 非线性波浪理论 23

3.2.4 各种波浪理论比较 31

3.3 随机波浪理论 33

3.3.1 随机波浪的概念 33

3.3.2 波浪谱 34

3.3.3 波浪谱种类 36

3.3.4 随机波浪场 40

第4章 数值波浪水槽原理 41

4.1 引言 41

4.2 数值波浪水槽的数学原理 42

4.2.1 波浪水槽基本控制方程 42

4.2.2 波浪水槽的边界条件 45

4.2.3 波浪水槽的初始条件 45

4.3 VOF方法的数学原理 45

4.3.1 VOF方法的控制方程 45

4.3.2 VOF方法控制方程的离散 46

4.3.3 VOF方法跟踪处理自由表面 51

4.4 数值波浪水槽流场运算方法 51

4.4.1 SIMPLE算法介绍 52

4.4.2 SIMPLE算法的改进（PISO法） 55

4.5 造波与消波原理及方法 57

4.5.1 造波原理方法 57

4.5.2 消波原理方法 59

第5章 数值波浪水槽建立及结果分析 60

5.1 引言 60

5.2 数值造波过程实现 60

5.2.1 CFD模型建立与网格划分 60

5.2.2 模型边界条件的确定和实现 63

5.2.3 模型气水分界自由液面的求解 66

5.3 二维波浪数值模拟及结果分析 66

5.3.1 线性波的数值模拟及结果分析 67

5.3.2 Stokes波的数值模拟及结果分析 77

第6章 波流力对桥梁上部结构荷载效应分析 81

6.1 波流对桥梁上部结构作用力理论分析 81

6.1.1 波流对桥梁上部结构水平作用力分析 81

6.1.2 波流对桥梁上部结构竖向作用力分析 83

6.2 不同淹没程度的板桥主梁波流力对比分析 84

6.2.1 实验室实验模型简介 84

6.2.2 数值模拟计算 85

6.2.3 计算结果与实验结果对比分析 86

6.3 梯形箱梁桥主梁波流力数值模拟分析 94

6.3.1 数值模型的建立 94

6.3.2 双幅桥面波流作用下的升阻力模拟计算 96

6.3.3 各种模型升阻力数据分析和比较 103

6.3.4 不同淹没程度对梯形箱梁升阻力的影响分析 105

6.4 波流升阻力变化与水流淹没程度相关性分析 109

第7章 桥梁上部结构波浪力荷载效应分析 110

7.1 引言 110

7.2 小尺度水平圆柱波浪荷载计算 110

7.2.1 Morison公式计算简介 110

7.2.2 Kaplan计算方法 111

7.3 大尺度平板结构波浪荷载计算 112

7.3.1 Kaplan计算方法 112

7.3.2 平均压力法 113

7.3.3 修正压力法 114

7.4 桥梁上部结构波浪力荷载效应计算理论 114

7.4.1 波浪对桥面板的上托力计算 114

7.4.2 波浪对桥面板的侧压力计算 115

7.4.3 波浪对桥面板的下压力计算 116

7.5 物理模型试验研究 116

7.5.1 试验波浪要素计算 116

7.5.2 试验模型的建立 117

7.6 二维数值波浪水槽计算 117

7.6.1 几何建模 117

7.6.2 计算过程简介 118

7.7 理论数值计算与试验数据对比分析 123

7.7.1 不同桥面高程和不同设计水位对桥梁上部结构波浪力的影响 123

7.7.2 不同海底高程对桥梁上部结构波浪力的影响 125

7.7.3 两主梁间距对桥梁上部结构波浪力的影响 127

7.8 不同桥梁主梁断面形式对波浪力的影响分析 128

7.8.1 梯形箱梁断面波浪力计算分析 128

7.8.2 T型梁桥断面波浪力计算分析 132

7.8.3 三种主梁断面波浪力对比分析 135

7.9 桥梁主梁局部波浪冲击力作用数值模拟与分析 136

7.9.1 桥梁主梁局部波浪冲击力作用数值模型建立 137

7.9.2 桥梁主梁局部波浪冲击力作用分析 137

第8章 风浪流荷载作用下桥梁上部结构设计方法 141

8.1 引言 141

8.2 桥梁上部结构波流荷载的估算方法及分析 141

8.2.1 波流作用力计算方法 141

8.2.2 特殊条件下阻力计算的修正 142

8.3 桥梁上部结构波浪荷载的估算方法及实例分析 144

8.3.1 波浪荷载估算方法 144

8.3.2 应用实例分析 146

8.4 桥梁上部结构抗风浪流措施 148

8.4.1 桥梁上部结构抗风浪流设计措施 148

8.4.2 桥梁上部结构抗风浪流构造措施 148

参考文献 149