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新聞資訊
極端波浪對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的影響與防災(zāi)減災(zāi)策略
更新時(shí)間:2024-07-08 15:42
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隨著全球氣候變化的加劇和極端海洋災(zāi)害事件的頻發(fā),極端波浪引起的橋梁結(jié)構(gòu)破壞變得日益明顯。2011年日本大地震及其引發(fā)的海嘯造成了日本沿海地區(qū)約300座近海橋梁受損。災(zāi)后的調(diào)查結(jié)果顯示,極端波浪沖擊下,橋梁上部結(jié)構(gòu)遭受的豎向浮托力和水平推力顯著,由于多數(shù)近海橋梁的上、下部結(jié)構(gòu)之間缺乏有效的約束,上部結(jié)構(gòu)極易發(fā)生整體移位或落梁破壞。

1、極端波浪與橋梁上部結(jié)構(gòu)作用

颶風(fēng)誘發(fā)的極端波浪具有波高大、周期長(zhǎng)、能量大、傳播速度快、非線(xiàn)性強(qiáng)等特征。在實(shí)際海洋動(dòng)力環(huán)境中,波浪和水流往往共存。在極端波浪作用下,橋梁結(jié)構(gòu)的振動(dòng)與波浪場(chǎng)的變化之間存在復(fù)雜的流-固耦合作用。近年來(lái),機(jī)器學(xué)習(xí)的迅猛發(fā)展為沿海橋梁波浪荷載和動(dòng)力響應(yīng)預(yù)測(cè)帶來(lái)了新的解決方案。這些技術(shù)通過(guò)利用數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),能夠以較低的計(jì)算和經(jīng)濟(jì)成本進(jìn)行波浪作用下的橋梁結(jié)構(gòu)荷載和響應(yīng)預(yù)測(cè)、設(shè)計(jì)優(yōu)化、不確定性分析及可靠性評(píng)估等研究。

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2、減災(zāi)措施研究

為應(yīng)對(duì)極端波浪對(duì)跨海橋梁造成的破壞,制定專(zhuān)門(mén)針對(duì)橋梁的防災(zāi)減災(zāi)策略顯得尤為重要。目前,橋梁上部結(jié)構(gòu)抵御極端波浪的措施主要有兩類(lèi):一是優(yōu)化上部結(jié)構(gòu)的截面特性以減少波浪荷載的影響,例如橋面板開(kāi)孔、安裝整流罩等方法;二是在近海側(cè)設(shè)置物理屏障,如建造防波堤,以減少波浪對(duì)橋梁的直接沖擊和能量,進(jìn)而降低波浪對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的荷載。

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