第 48卷第 4期 2017年 4月 、，01．48 No．4 Aor．2017 建 筑 技 术 Architecture Technolo~w ·353·
基 于 流 体 单 元 法 的 深 水 圆 端 型 空 心 桥 墩
地 震 响 应 分 析
卢 华 喜 ， 周 珍 伟 ， 郑 孝 辉
(华东交通大学土木建筑学院，330013，南昌)
摘 要 ：基于势流体理论建立考虑墩 一水相互作用的深水圆端型空心桥墩三维有限元模型 。分析桥墩考
虑内域水、外域水及同时计入内 、外域水时 ，不同水位下的动水效应对桥墩 自振频率及动 力响应的影响 ， 并
讨论桥墩壁厚不同时 ，内域水 、外域水及同时考虑内、外域 水作用对桥墩地震 响应的影响规律。研究表明 ：
动水效应使桥墩的 自振频率下降 ，桥墩的动 力响应和墩顶位移明显增大 ，且同时计入 内、外域水的影响最大；
桥墩的壁厚越薄 ，内域 水和外域水及同时考虑内 、外域水对桥墩地震响应的影 响均会增大 ，三者相比 ，壁厚
对考虑 内域水作用的空 桥 墩地震响应的影响最大 ；内域水对桥墩地震响应的影响不可忽略 ，建议在计算 中
同时计 入内外域7k的影响 。
关键词 ：流体单元法 ；空心桥墩 ；地震响应
中图分类号 ：TU 311．1 文献标志码 ：A 文章编号 ：1000—4726(2017)04—0353—04
SEISMIC RESPONSE ANALYSIS OF ROUND．END HOLLOW BRIDGE PIERS IN DEEP WATER
BASED ON FLUID UNIT METHOD
LU Hua—xi，ZHOU Zhen-wei，ZHENG Xiao—hui
(EastChina JiaotongUniversity,School ofCivilEngineering andArchitecture，330013，Nanchang，China)
Abstract：Based on the Potential flow theory,three dimensional finite element model of round—
ended hollow piers in deep water and considering pier．water interaction was established ． The effects Of
dynamic water pressure on the na~ral frequency and dynamic response of bridge piers under different
water levels were analyzed，when the bridge pier considering inner water , outland water and the inner
water and outland water are considered at the same time ． The influencing rules of seismic response of
bridge piers were discussed，when the piers with different thickness and under the action of the inner
water，outland water or the inner water and outland water are considered at the same time ． Research
has shown that the natural frequency of bridge pier is decreased and the dynamic response of bridge
pler and the pier top displacement are obviously increased when the hydrodynamic effect iS considered ．
The thinner the wall thickness，the influence of seismic response of bridge pier will be increased ． and
the effect of wall thickness on seismic response of hollow bridge piers is the biggest when the inner
water iS considered．The influence of inner water on seismic response of bridge piers can not be
ignored，and suggested that the inner water and outland water should be considered at the same time
in the calculation．
Keywords：Fluid unit method；hollow bridge pier；seismic response
在 地震 作 用下 ，桥墩 与 周 围水体 间具 有 非 常复 杂
的动 力相互 作用 。流 体的 存在 不仅 会改变 桥墩 动 力特
性 ，还会 对桥 墩 产 生附 加 动水 压 力 ”。近 年 来 ，考 虑
墩 一水耦 联振 动 的深水 桥墩 地震 响应 受到广 泛关 注 ，
朱唏 等 采用 Morison方程 ，以附 加 质量 的形式 考虑
收稿日期：2O16-12_25
基金项目：国家自然科学基金项目 (50968007)；江西省青年科学家
培养对象计戈『J(2010DQ01800)
作者简介：卢华喜(1977一 )，男，湖北广水人，副教授，研究生导师，
博士，e—mail：78222604@qq．tom．
动 水压 力 。研 究表 明 ，地震 作用 下动 水压 力会 显著增
大 桥 墩 顶位 移 和 墩 底 内 力响 应 。赖 伟 等 对 地震 下
圆柱 形桥 墩上 的动 水压 力 ，提 出一 个半 解析 半数 值方
法 。刘振 宇 等 [4 基 于 线性 辐 射波 浪 理 论建 立 圆 形和
矩 形空 心桥 墩流体 控 制方程 ，导 出圆形和 矩形 桥 墩 内
域 水 附 加 动 水 压 力的 解析 式 。杨 万 里 等 基 于 一 个
可 计算 内 、外域 水 的扩 展 Morison方 程 ，将 内域 水产
生的动 水压 力 以惯 性 力的 形式 表示 ，且 等同于 内域 水
质 量 ，并 得到 验证 。
目前考虑 水 一结构 相互 作用 的空 心桥墩 地 震 响应
建 筑 技 术 第 48卷第 4期
研 究 还 很 少 ，本 文基 于 流 体 单 元 法 用 对 深 水 圆 端 型
空 心桥 墩进 行地 震 响应研 究 ，考虑 水深 和壁 厚 的影 响 ，
并 对 比内 域水 、
基于流体单元法的深水圆端型空心桥墩地震响应分析（论文）.pdf
