跨海橋梁上部結構極端波浪（流）作用2019年度研究進展

祝兵 黃博 康啊真 張家瑋

摘 要：隨著交通事業的蓬勃發展以及近海岸工程的不斷開發，未來將有越來越多的跨海橋梁不斷興建和向復雜海域發展。但跨海橋梁所處海洋環境極為復雜，會遭受風暴潮及海嘯等復雜極端災害的巨大威脅。近年來，學者們對大型跨海橋梁上部結構的極端波浪（流）作用問題開展了相關研究。通過對近年來跨海橋梁上部結構承受極端波浪（流）作用下的理論、數值及試驗研究與進展進行了綜述，指出波流共同作用的模擬更符合真實的海洋環境，且跨海橋梁上部結構與極端波浪（流）相互作用是一個流固耦合過程，今后需要在數值計算以及水槽試驗中考慮跨海橋梁上部結構的動力響應，深入研究跨海橋梁在極端波浪（流）作用下的失效模式和破壞機理。

關鍵詞：跨海橋梁;上部結構;波流力;水槽試驗

中圖分類號：U447 ? 文獻標志碼：R ? 文章編號：2096-6717（2020）05-0106-09

收稿日期：2020-04-05

基金項目：國家自然科學基金（U1834207）;四川省應用基礎研究重大前沿項目（2017JY0003）

作者簡介：祝兵（1965- ），男，博士，教授，主要從事深水跨海橋梁流固耦合動力學研究，E-mail：zhubing126@126.com。

黃博（通信作者），男，博士，E-mail：bohuang@cqjtu.edu.cn。

Received：2020-04-05

Foundation items：National Natural Science Foundation of China （No. U1834207）; Major Frontier Project of Applied Basic Research in Sichuan Province （No. 2017JY0003）

Author brief：Zhu Bing （1965- ）， PhD， professor， main research interest： fluid-solid coupling dynamics of sea-crossing bridges， E-mail： zhubing126@126.com.

Huang Bo（corresponding author）， PhD， E-mail： bohuang@cqjtu.edu.cn.

Abstract： With the rapid development of transportation and the development of offshore projects， more and more sea-crossing bridges will be built and developed in the future. However， the marine environment in which the sea-crossing bridge located is extremely complex， it will suffer from the huge threat of storm surge and tsunami and other complex and extreme disasters.In recent years， scholars at home and abroad have carried out related research on the problem of extreme wave （wave-current） forces on the superstructure of sea-crossing bridges. In this paper， the theoretical， numerical and experimental research and progress of the superstructure of sea-crossing bridges under extreme waves （wave-current） are reviewed in recent years. It is pointed out that the wave-current interaction should be considered in the simulation of the real marine environment， and the interaction of the superstructure of sea-crossing bridges and extreme wave （wave-current） is a kind of fluid-solid coupling problem. In the future， it is necessary to consider the dynamic response of the superstructure of sea-crossing bridges in numerical calculations and flume tests， and to study the failure mode and failure mechanism of the sea-crossing bridge under the action of extreme waves （wave-current）.

Keywords：sea-crossing bridge; superstructure; wave-current force;flume test; fluid-solid coupling

隨著中國中長期鐵路網、公路網從內陸向島嶼的延伸，近年來在沿海區域已經修建了大量的跨海橋梁，如已建成的東海大橋、杭州灣大橋、青島海灣大橋、港珠澳大橋及平潭海峽公鐵兩用大橋等，此外，渤海海峽大橋也在規劃建設中。諸多跨海大橋的修建，推動中國橋梁建設技術走到世界前列，也為實現中國環渤海灣、長三角、珠三角、臺灣海峽，以及國家“21世紀海上絲綢之路”沿線經濟區域的互聯互通起著舉足輕重的作用。……