考虑波流耦合作用的高速铁路跨海斜拉桥波浪力-中国铁路

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考虑波流耦合作用的高速铁路跨海斜拉桥波浪力

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研究背景与问题

海洋环境中的波浪与海流相互作用，形成波流耦合作用，这一现象对高速铁路跨海斜拉桥的安全性具有重要影响。当前，高速铁路跨海斜拉桥在设计中通常只考虑波浪力的影响，而忽略了波流耦合作用对塔体波浪力的潜在影响。因此，研究波流耦合作用对高速铁路跨海斜拉桥塔波浪力的影响具有重要的理论意义和工程应用价值。

研究方法

本研究以某高速铁路跨海斜拉桥桥塔为研究对象，采用CFD（计算流体动力学）软件建立数值波浪水槽模型。模型以桥址区的实际波浪参数为依据，选取Stokes五阶波浪理论进行波浪模拟。同时，结合海流参数，研究波流耦合作用对桥塔波浪力的影响。具体研究方法包括： 1. 建立数值波浪水槽模型，模拟桥址区的波浪和海流场。 2. 采用Stokes五阶波浪理论，模拟波浪力对桥塔的影响。 3. 分析波流耦合作用对桥塔波浪力的增强或减弱效果。 4. 评估波流耦合作用对高速铁路跨海斜拉桥塔安全性的影响。

核心结果

通过研究，得出以下核心结果： 1. 波流耦合作用对高速铁路跨海斜拉桥塔波浪力有显著影响，尤其在流速较大时，这种影响更为明显。 2. 在波流耦合作用下，桥塔所受的波浪力较单独波浪作用时增大，且随着流速的增加，波浪力的增大趋势更加明显。 3. 波流耦合作用对桥塔的稳定性有重要影响，特别是在流速和波高较大的情况下，桥塔的稳定性降低。

结论与意义

本研究通过对波流耦合作用对高速铁路跨海斜拉桥塔波浪力的影响进行深入研究，得出以下结论： 1. 波流耦合作用对高速铁路跨海斜拉桥塔波浪力有显著影响，因此在设计和评估跨海斜拉桥塔时，应充分考虑波流耦合作用。 2. 研究结果为高速铁路跨海斜拉桥塔的设计和稳定性分析提供了理论依据，有助于提高跨海斜拉桥塔的安全性。 3. 本研究对高速铁路跨海斜拉桥塔的设计、施工和运营具有重要的指导意义，为我国高速铁路跨海斜拉桥的建设和发展提供了有力支持。

文章来源：《中国铁路》网址: http://www.gjlxbxcrbxzz.cn/qikandaodu/2025/1029/331.html