Page 29 - 《振动工程学报》2026年第2期

处 方向位移
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弯矩 −1 −1 −1 · 位移 · 位移 · · 周期 文献 −1 −1 −1 · 位移 · 位移 · · 弯矩 试验 本文 周期
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处 方向弯矩
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第 2 期 蒋冬启，等：基于 CFD-FEA 联合仿真的波浪荷载作用下离散浮箱式浮桥动力响应研究 345
0.4 0.4
弯矩 / (GN·m·m −1 ) 0.2 弯矩 / (GN·m·m −1 ) 0.2
0.3
0.3
0.1
0.1
0

3 5 7 9 11 13 15 0 3 5 7 9 11 13 15
周期 / s 周期 / s
(g) 0.25L处z方向弯矩 (h) 0.5L处z方向弯矩
(g) Bending moment in the z-direction at 0.25L location(h) Bending moment in the z-direction at 0.5L location

图 6 浮桥模型动力响应对比
Fig. 6 Comparison of dynamic responses for the floating bridge model

3 离 散 式 桁 架 浮 桥 的 结 构 响 应 分 析 湾海域，平均水深较大，为简化分析因素，计算过程
暂不考虑有限水深的影响，故在 Star-CCM+软件建模

中，流体域参数设置为无限水深工况。浮桥上部结
3.1 浮桥模型建立
构采用标准跨径钢桁腹混凝土组合连续梁 [32] ，主桁
基于第 2 节验证的 CFD-FEA 联合仿真数值建模 立面和平面布置分别如图 7(b) 和 (c) 所示；下部浮箱
方法，本节针对某深水海域离散浮箱式浮桥算例，开 结构的几何形状和尺寸参照文献 [4] 进行设计，并验
展波浪荷载作用下浮桥结构的动力响应分析。全桥 算其稳定性，浮箱关键参数列于表 2。在浮桥的数值
呈直线型，全长 480 m，下部浮箱沿桥梁纵向均匀布 建模过程中，考虑设置系泊缆来限制浮箱的运动，在
置，相邻浮箱的间距为 80 m，共计 6 跨，浮桥全局有 ABAQUS 中 采 用 弹 簧 进 行 模 拟 ， 系 泊 的 横 向 刚 度 、
6
6
限元模型如图 7(a) 所示。算例桥址假定位于深水峡 竖向刚度和转动刚度分别取 4.5×10 N/m、2×10 N/m

(a) 浮桥有限元模型(全局)
(a) Finite element model of the floating bridge (Gobal view)
80000
5000 5000

5350

(b) 标准跨径主桁立面布置(单位：mm)
(b) Elevation view of the main truss in the standard span(Unit:mm)
上平联

5000 5000
80000
(c) 标准跨径主桁平面布置(单位：mm)
(c) Plan view of the main truss in the standard span(Unit:mm)

(d) 精细化桁架模型 (局部) (e) 简化梁单元模型 (局部)
(d) Refined truss model (Local view) (e) Simplified beam element model (Local view)

图 7 离散浮箱式桁架浮桥模型示意图
Fig. 7 Schematic diagram of discrete pontoon floating bridge model