摘要
摘要
随着我国经济的持续高速发展，沿海地区规划建设了大量跨越海湾或海峡
的近海桥梁。由于我国地处西北太平洋沿岸，东部沿海地区大多处于环太平洋
地震带之上，地震及其引发的海啸对这些造价昂贵、功能重要的桥梁的结构安
全构成了严重威胁。然而，近海桥梁在地震—海啸级联灾害下的抗灾性能研究
仍然相对匮乏，给近海桥梁的安全留下了严重的隐患。因此，研究近海桥梁在
地震—海啸级联灾害下的动力响应与损伤机理具有重要的理论意义和工程价
值。
在众多桥型中，连续梁桥因其施工方便快捷、行车平稳舒适的特点而在近
海桥梁建设中得到了广泛应用。本文针对这一类桥型受到的地震—海啸级联灾
害作用开展研究，主要研究内容有：
1MidasCivil
（）利用建立近海桥梁有限元模型，首先基于滞回曲线和纤
维铰确立支座和桥墩的非线性模型，并量化其损伤指标，然后分别对桩土间作
用、地震动水压力作用进行计算，最后对是否考虑这两种作用的三类有限元模
型进行动力特性分析，结果表明：动水压力效应对于浅水浸没结构的周期和振
型影响微乎其微；而桩土作用效应会增大结构的周期，并对高阶振型有显著影
响。
2MidasCivil
（）针对上述的三类有限元模型，分别求解并对比三条地震
动下桥梁的动力响应，并通过对地震有效峰值加速度进行调整，分别求解幅值
为0.15g、0.5g时结构的动力响应，对相应幅值地震作用下支座、桥墩的损伤
程度进行判别，并对墩底截面的损伤演化过程进行分析。结果表明：针对本文
所选桥梁而言，地震动水压力效应对结构动力响应的影响可以忽略，但桩土间
作用效应会使结构的内力响应明显减小，而位移响应则相反。本文中连续梁桥
受地震动的长周期分量影响较大，在0.15g地震下结构损伤较小，在0.5g地震
下损伤较严重。
3OpenFOAMStoker
（）基于开源软件建立溃坝波数值模型，与溃坝解析
解和PWRI水槽试验结果等对比验证其准确性，并分别监测不同波高海啸冲击
下桥梁表面的作用力时程；在此基础上，将所得到的桥梁受力情况加载到有限
元模型上，求解无震损桥梁在不同波高海啸冲击下的动力响应。根据响应结果，
6m8m9.5m
结构在、波高海啸下均有一定损伤，在海啸下发生了失效。
4MidasCivil--
（）基于有限元模型，将荷载以“地震零加速度海啸”的顺
-I-
摘要
序输入，获取震损结构在海啸冲击下的动力响应和损伤级别，并通过与无震损
-
结构相比较，研究地震海啸级联效应的影响规律。结果表明：相比无震损结构，
震后结构的支座变形主要受地震作用后支座的残余变形影响，而墩顶位移被明
显放大，且地震越强该放大效应越明显。此外，震损结构经历海啸时会比无震
损结构更加容易发生损毁。
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关键词近海桥梁；地震-海啸级联灾害；支座变形；墩顶位移；桥墩损伤演化
过程
-II-
Abstract
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Withthesustainedandrapiddevelopmentofnationalec