[发明专利]一种基于风浪流荷载组合的跨海桥梁动力响应计算方法

权利要求书

1.一种基于风浪流荷载组合的跨海桥梁动力响应计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：分别建立风-浪之间和风-流之间的耦合关系；

步骤2：确定不同重现期的风、浪、流参数，根据步骤1的耦合关系得到某一重现期下的风-浪-流组合；

步骤3：确定风荷载点位坐标生成随机风场，得到风荷载；

步骤4：确定波流荷载点位坐标生成随机波流场，得到波浪荷载和水流荷载；

步骤5：根据步骤2得到的风-浪-流组合和步骤3、4得到的荷载，得到风-浪-流荷载组合T；

步骤6：将步骤5得到的组合带入跨海桥梁即可得到桥梁的动力响应。

2.根据权利要求1所述的一种基于风浪流荷载组合的跨海桥梁动力响应计算方法，其特征在于，所述步骤1中通过耿贝尔逻辑模型联合分布函数F_XY(x,y)建立风-浪之间的耦合关系：

F_XY(x,y)＝exp{-[(-lnF(x))^m+(-lnF(y))^m]^1/m}

式中：F_X(x)为风的边缘概率分布，F_Y(y)为浪的边缘概率分布，x和y均为随机变量，m为；

其中：

式中：a_x为随机变量x的耿贝尔分布的位置参数，b_x为随机变量x的耿贝尔分布的尺度参数；a_y为随机变量y的耿贝尔分布的位置参数，b_y均为随机变量y的耿贝尔分布的尺度参数。

3.根据权利要求1所述的一种基于风浪流荷载组合的跨海桥梁动力响应计算方法，其特征在于，所述步骤1中风-流之间的耦合关系建立如下：

v＝v_t+v_u

式中：v为平均流速，v_t为风海流流速，v_u为潮流可能最大流速；

其中v_u＝KU₁₀，K为系数，U₁₀为10分钟平均风速。

4.根据权利要求1所述的一种基于风浪流荷载组合的跨海桥梁动力响应计算方法，其特征在于，所述步骤3中的随机风场包括10分钟平均风速场和多点脉动风速场；

其中多点脉动风速场互谱矩阵为S⁰(w)，通过谱解法得到各点的脉动风速：

式中，为脉动风速的谱分量，n为模拟点位数；

10分钟平均风速场的平均风速为U₁₀。

5.根据权利要求4所述的一种基于风浪流荷载组合的跨海桥梁动力响应计算方法，其特征在于，所述步骤3中的风荷载包括静风力、抖振风和自激力；

其中作用在单位长度主梁上的静风力包括空气阻力F_H、升力F_V和力矩F_M；

其中：

F_H＝0.5ρ_aU₁₀²C_dH

F_V＝0.5ρ_aU₁₀²C_lB

F_M＝0.5ρ_aU₁₀²C_mB²

式中：ρ_a为空气密度，C_d为主梁阻力系数，C_l为主梁升力系数，C_m为主梁力矩系数，H为主梁高度，B为主梁宽度。