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可以写成:
FH=G(aHH*2+bHH*+cH)λCHλWHλLHλUH (1)FV=G(aVH*2+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是箱形梁的重力;最大波流力是由波浪力乘以影响系数得出的;在方程中,λC,λW,λL和λU分别是指浸没系数,无量纲桥面厚度,无量纲桥面长度和当前速度对最大波浪力的影响系数;
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(λC,λW,λL和λU);这些量化的系数可用于估算在各种波浪、洋流和箱形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)λUV=jV(1/H*)2+kV(1/H*)+lV (10)其中a()到l()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,这些系数是数值计算得出的;数值模拟和量化的方程表明,影响系数λW,λL和λU分别是关于无量纲桥面厚度,无量纲桥面长度和无量纲波浪高度的函数;而淹没系数λC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中计算出的值与箱形梁的几何形状,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λC,λW,λL和λU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。