动冰力模型试验模型律研究

冰激直立桩结构振动模型试验研究结果表明,冰条件和结构条件的组合形成了对结构响应形式的综合控制,冰激直立结构稳态振动控制机理为冰与结构的相互作用。基于动冰力模型试验数据,提出了由弹性控制因子、率控制因子以及几何尺寸控制因子组成的能够反映冰与结构相互作用水平的相互作用系数,并建立了以相互作用系数为相似准数的相似体系。所建立的相似体系可以确定引发结构稳态振动的结构条件与冰条件组合,对研究动冰力模型试验具有指导意义。

动冰力模型参数对墩柱结构非线性地震反应影响研究

结冰水域墩柱结构往往被大片的海冰包围,地震作用下,把冰与墩柱结构的相互作用以动冰力模型的形式考虑将大大简化结构地震反应的工作量,但合理的动冰力模型参数仍有待于进一步研究。本文对已有冰力模型进行分析,在适用于地震动力反应分析的Croteau冰力模型的基础上,建立冰水域墩柱结构地震反应计算模型,并以一桥墩为研究对象,研究该冰力模型参数对墩柱结构地震非线性反应的影响。结果表明:地震作用下海冰对桥墩的影响随着冰力模型中加载位移的增大而减小,且加载位移对墩底的剪力影响较小而对弯矩影响较大;动冰力模型中的位移比小于1.5时,结构的地震响应偏小,为了冰水域墩柱结构的抗震设计更安全,建议动冰力模型中位移比取2.0～2.5。

导管架海洋平台结构冰致强迫振动分析

为了检验冰荷载振动理论的合理性并推动其在实际工程中的应用.首先介绍了动冰力的统一模型.然后利用动冰力函数的傅立叶级数展开,推导了在弯曲和屈曲冰力作用下,多自由度海洋平台结构反应的计算解析表达式;采用随机振动分析方法,对挤压随机动冰力作用的海洋平台结构进行了随机振动分析.最后,将方法应用于渤海某导管架结构简化模型冰振反应的分析,结果表明计算结果与实测结果具有很好的相一致性,验证了分析方法和统一动冰力模型可以较好地模拟实际的动冰力特性.

海冰对冰水域大跨拱桥地震动力反应的影响研究

本文基于Croteau动冰力模型和动水附加质量建立冰水域墩柱结构地震反应简化计算模型,并进行大跨牛根拱桥分别被自由冰和固结冰包围时地震反应分析,通过对比分析拱桥主梁、拱肋内力响应及桥墩底部弯矩曲率响应,探讨自由冰和固结冰对大跨拱桥地震反应的影响。结果表明:无论是固结冰还是自由冰对牛根拱桥的自振频率影响不大,主要是由于桥墩结构刚度较大;地震作用下,自由冰和固结冰对主拱范围内的主梁和拱肋的内力影响较小,变化±3%左右,但对引桥端部和边拱端部处主梁的内力影响较大,可增大10%以上;而海冰对桥墩的地震反应的影响显著,海冰可使桥墩底部的弯矩和曲率增大数倍。因此,在进行冰水域大跨拱桥的抗震设计时,非常有必要考虑冰对桥梁结构内力的影响。

海洋平台冰激疲劳时域精细评估

为了评估冰区平台在服役期内的安全可靠性,给出了平台冰激疲劳时域精细评估的详细流程。根据海冰漂移方向、冰速和冰厚的概率分布特征,确立冰激振动分析的24个疲劳子工况。考虑平台桩柱的不同结构型式和冰-结构耦合作用,分别采用简化冰力函数模型和Sodhi改进模型对平台中锥体结构和直立桩柱结构进行冰激动态响应分析;建立管节点精细有限元模型计算热点应力集中系数,从而得到管节点的疲劳应力时程,并利用雨流计数法进行统计,计算整个疲劳环境的等效应力幅以及相应的循环次数,最后利用Miner线性累积损伤准则计算疲劳损失和疲劳寿命。结果表明:4根斜撑杆上的支管冰激疲劳损伤最大,应作为今后检测的重点部位。