Page 32 - 《振动工程学报》2026年第2期

348 振 动 工 程 学 报 第 39 卷

PT1 PT2 PT3 PT4 PT5
3 1.0
0.8
2
0.6
1
0.4
位移 / m 0 位移 / m 0.2 0
−0.2
−1
−0.4
−2 −0.6
−3 −0.8
0 50 100 150 200 0 50 100 150 200
时间 / s 时间 / s
(a) 横向位移响应时程 (b) 竖向位移响应时程
(a) Lateral displacement time-history responses (b) Vertical displacement time-history responses
2.53 s 3.58 s 5.7 s 6.93 s 8.01 s 8.88 s 9.81 s 11 s 12.3 s 14 s
12 2.0
10 1.6
位移 / m 8 6 4 位移 / m 1.2

0.8
2 0.4
0 0
1 2 3 4 5 1 2 3 4 5
浮箱编号 浮箱编号
(c) 浮箱横向位移峰值图 (d) 浮箱竖向位移峰值图
(c) Peak value curves of pontoons’ lateral displacements(d) Peak value curves of pontoons’ vertical displacements

图 10 波浪作用下各浮箱的位移响应时程和位移峰值图
Fig. 10 Time history displacement responses and displacement peak values of various pontoons

无系泊 K 0.5K 0.25K
12 14 1.4
12
10 1.0
位移 / m 8 6 剪力 / MN 10 8 6 弯矩 / (GN·m) 1.2
0.8
0.6
4
2 4 0.4
2 0.2
0
0 0
2 4 6 8 10 12 14 2 4 6 8 10 12 14 2 4 6 8 10 12 14
周期 / s 周期 / s 周期 / s
(a) 中间浮箱横向位移 (b) 支座处横向剪力 (c) 支座处弯矩
(a) Lateral displacement of the mid-pontoon (b) Transverse shear force at the support (c) Bending moment at the support

图 11 浮桥横向动力响应对比
Fig. 11 Comparison of lateral dynamic response of the floating bridge

增大；随着系泊刚度的增加，响应曲线交叉点对应的 用下的结构响应并提高计算分析的效率。不规则波
波浪周期值不断减小。 浪通过变化波高和周期等特征，更真实地反映海洋
通过对比不同浮桥算例的响应曲线可知，添加 环境中波浪的不规则性和随机性，模拟中通常使用
系泊系统和提高系泊刚度可以有效减小浮箱的横向 波浪谱进行描述，如 JONSWAP 谱、P-M 谱等。图 12
位移响应，从而进一步限制浮桥上部结构的变形。无 对比了规则波和不规则波作用下无系泊浮桥的跨中
系泊浮桥结构的中间浮箱最大横向位移值达到 10 m 位移响应时程，其中不规则波通过 JONSWAP 谱生
左右，当系泊刚度为 0.25K、0.5K 和 K 时的最大位移 成。由图 12 可知，规则波和不规则波条件下浮桥结
数值分别减小至 8、4 和 1 m。此外，随着系泊刚度的 构的位移响应性态总体差别不大，该算例中前者产
减小，峰值位移对应的波浪周期不断增加。当波浪 生更大的响应幅值。尽管不规则波浪分析可以更准
周期大于 10 s 时，有锚泊系统浮桥的横向位移和内 确地评估结构在实际海洋环境中的动态响应，但规
力响应得到了有效控制，对离散浮箱式浮桥的工程 则波浪作用对预测浮式结构的整体性能和响应仍然
设计具有参考价值。 有效；特别是对特定波浪荷载敏感的工况，可以避免
规则波浪模拟中波的基本特征保持不变，简化 不规则波的随机性和复杂性，降低计算成本，可用于
了波浪与结构的相互作用，有助于评估特定波浪作 浮式结构的概念分析和初步设计。