第 48卷第 3期 2017年 3月 、，01．48 No．3 MaL 2017 建 筑 技 术 Architecture Technology
考 虑 动 水 压 力 作 用 影 响 的 矩 形 深 水
桥 墩 地 震 响 应 分 析
卢 华 喜 ， 郑 孝 辉 ， 周 珍 伟
(华东交通大学土木建筑学院，330013，南昌)
摘 要：基于 Morison方程法 ，采用附加质量考虑动水压力的影响研究在动水压 力作用影响下 ，矩形实
体桥墩与空心桥墩的自振特 性和地震响应峰值随水深的变化规律 。结果表明：桥墩 入水深度 、迎水面越大 ，
动水压力作用使其 自振频率折减越大 ，且相对于实体桥墩而言 ，空心桥墩 自振特性改变更大。随着水深的增
加 ，动水压 力对桥墩地震响应 的影响也增大 ，顺桥 向 (迎水面大 )地震响应峰值增大幅度大于横桥向 (迎水
面小 )，其最大差值约达 1 50％；空 桥 墩地震响应峰值增大幅度大于实体桥墩 ，其最大差值约 70％。
关键词 ：Morison方程法 ；自振特 哇；地震响应
中图分类号 ：Tu311．3 文献标志码 ：A 文章编号 ：1o00—4726(20l7)03—0245—04
SElSMlC RESPU SE A ALYSlS o ’A REC’IA GULAR DEEP 、V l’ER BRlDGE rIEK
CoNSIDERING EFFECT oF DYNAMIC Ⅵ，ATER PRESSURE
LU Hua-xi，ZHENG Xiao—hui，ZHOU Zhen—wei
(School ofCivil andArchitecturalEngineering，EastChina JiaotongUniversity,330013，Nanchang，China)
Abstract：In this paper，based on the Morison equation method，the influence of the hydrodynamic
pressure is considered using the additional mass．The self vibration characteristics of the rectangular
solid pier and the hollow piers under the action of dynamic water pressure and the variation of the
seismic response peak with the water depth are studied．The results show that the depth of the pier
into the water,the greater the surface of the water,the greater the reduction of the natural frequency
of the dynamic water pressure，and relative to the solid bridge pier,the hollow pier natural vibration
characteristics of a greater change．With the increase of water depth．water pressure effects on the
seismic response of bridge piers also increases，along the bridge direction (upstream)peak seismic
response of the increase is greater than the cross bridge to attack small water)，the maximum difference
reached nearly 1 50％；hollow pier seismic response peak increases to a greater extent than solid pier,
the maximum difference is approximately 70％．
Keywords：Morison equation method；natural vibration characteristic；seismic response
随 着经 济与 技术 的快 速 发展 ，我 国建造 了越 来越
多的跨 海跨 江桥 梁 ，这些 桥 梁的桥 墩 多处于 深水 中。
研 究 表明 ，在地 震作 用下 水与 处在 深 水之 中的桥 墩 会
产生相 互作 用并 会改 变桥 墩 的 自振 特 陛，同时 也会增
大桥 墩 的地 震响 应 】。
我 国是 地 震 多 发 国 家 ，研 究动 水 压 力 作 用 下 深
水桥 墩 的地 震响 应对 预防 地震 对桥 梁 的破坏 有重 要意
义 。近 年 国内外 相关 研 究成果 不断 涌 现 。高学 奎 等 [2]
在 简化 的 Morison方程 基 础上 ，利用附 加 质 量考 虑水
的 影响 ，并 与我 国现 行抗震 规 范结果 进 行比 较分 析 。
杨 万 理 等 基 于 一个 可 计 算 内域 水 和 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
收稿日期：2016-1l-2l
基金项目：国家自然科学基金项目(50968007)；江西省青年科学家
培养对象计划 (2010DQO1800)
作者简介：卢华喜 (1977一)，男，湖北广水人，副教授，博士，研
究生导师，e．mail：78222604@qq．corn．
形式 表示 。刘 保 东等 利用 Morison方程 法 ，计 算 分
析 了含 水率 和动 水压 力对深 水桥 墩 的影 响 。黄信 等
分别 采 用了 Morison方程 和 辐射 波浪 理论 ，分析 动 水
压 力作 用对桥 墩地 震 响应 的影 响 ，并比 较 了动 水压 力
作 用对桥 墩地 震 响应 的影 响 。大量 研究 表 明 ，在 地 震
作 用下动 水 压 力对 深 水桥墩 的 影响 不可 忽略 。本 文 基
于 Morison方 程法 ，改 变桥 墩 的 淹没 深 度 ，研 究矩 形
实体 桥墩 和矩 形空 心桥 墩 的 自振 特 幽魄 水深 的变 化 规
律 ，并分 析地 震作 用下 动 水压 力作 用对 桥墩 的墩 底剪
力峰 值和 墩顶 位移 峰值 的影 响 ，对所 得 结果 进行 对 比
分析 ，并 得 出相关 结论 。
1 动 水 压 力 的 计 算 方 法
Morison方 程 法 是 Morison于 1950年 提 出 的 一
种 针对 小尺 寸海 工 结构 设计 的计
考虑动水压力作用影响的矩形深水桥墩地震响应分析（论文）.pdf
