1.一种计算跨海桥梁箱型上部结构所受波流力的方法,其特征在于,具体方法如下:横向和竖向最大波流力的计算公式写成:*2 *
FH=G(aHH +bHH+cH)λCHλWHλLHλUH (1)*2 *
FV=G(aVH +bVH+cV)λCVλWVλLVλUV (2)* *
其中H是无量纲波高,H=H/L,H是波高,L是在没有流的影响下根据斯托克斯五阶理论计算出的波长,G是箱型梁的重力;最大波流力是由波浪力乘以影响系数得出的;在方程中,λCH和λCV分别指箱型梁淹没情况对水平和垂直方向最大波流力的影响系数,λWH和λWV分别指无量纲桥面厚度对水平和垂直方向最大波流力的影响系数,λLH和λLV是无量纲桥面长度对水平和垂直方向最大波流力的影响系数,λUH和λUV是分别指当前流速对水平和垂直方向最大波流力的影响系数;
根据数值结果和回归方法,将上述因素的影响转化为由函数和拟合系数组成的量化值λCH,、λWH,、λLH、λUH、λCV,、λWV,、λLV、λUV;这些量化的系数用于估算在各种波浪、洋流和箱型梁条件下的波浪流力,它们的量化方式如下:λCH=(dHU0+eH)(1‑Cs)+1 (3)*
λWH=fHW+gH (5)*
λWV=fVW+gV (6)*
λLH=hHL+iH (7)*
λLV=hVL+iV (8)*
λUH=jH(1/H)+kH (9)* 2 *
λUV=jV(1/H) +kV(1/H)+lV (10)其中上述公式中的aH、aV、bH、bV、cH、cV、dH、dV1、dV2、eH、eV1、eV2、fH、fV、gH、gV、hH、hV、iH、iV、jH、jV、kH、kV、lV系数是根据最小二乘法拟合获得的,下标H和V分别表示水平和垂直方向;表
2,表3和表4列出了所有系数;数值模拟和量化的方程表明,影响系数λWH、λWV是关于无量纲桥面厚度的函数,λLH、λLV是关于无量纲桥面长度的函数,λUH、λUV是关于无量纲波浪高度的函数;而淹没系数λCH,和λUH的影响系数是由当前流速和淹没深度确定;
表2.由曲线拟合确定的系数表3.无因次板厚和板长的影响系数表4.流速的影响系数
此时,公式(1)至(10)以及的表2、3和4中用于估算最大横向和竖直波流力的过程如下所示:
*
1.根据波浪条件的观测值,可以计算出H值;
2.将步骤1中计算出的值与箱型梁的几何形状,淹没条件和当前速度以及系数等式相结合,同时使用表2至4确定公式(1)至(10)中的系数;然后就可以获得λCH,、λWH,、λLH、λUH、λCV,、λWV,、λLV、λUV的值;
3.利用从步骤2获得的值,可以使用公式(1)和(2)计算给定条件下的最大波流力。