椭圆形悬浮隧道管节沉放过程的波激运动特性分析

为了理清悬浮隧道施工过程中波浪参数与沉放体系中管节运动规律、系泊锚索张力的关系,以沉放过程中的大尺度椭圆形悬浮隧道管节为研究对象,基于ANSYS-AQWA软件采用数值模拟方法分析管节在规则波作用下的波激特性。在通过已有悬浮隧道管节的缩尺模型试验验证本文所用数值方法正确性的基础上,研究波浪环境中大尺度椭圆形悬浮隧道管节运动的时程历程曲线、RAO曲线以及锚索支撑的索力分布规律,得到沉放系统时域、频域运动特性与波浪参数(周期、波高、入射角)及管节的沉没深度、浮重比(BWR)之间的变化关系。结果表明:1)波高、周期增大时,管节位移与缆绳缆力均显著增加,增至一定程度时管节位移出现非线性特征,锚索出现松弛现象。2)在入射角增大的过程中,垂荡RAO曲线图分布规律基本一致,横摇值增大,纵摇值减小。3)不同沉没深度时横荡RAO曲线规律一致;垂荡RAO曲线对沉没深度非常敏感,其增加时垂荡值减小;沉没深度越大,横摇RAO值越小。4)管节浮重比减小时,管节横荡位移幅值减小,变为周期运动或准周期运动,缆索索力均大于零,松弛现象消失,索力时间历程呈现准周期规律。