Page 35 - 《振动工程学报》2026年第2期

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
动力响应对比情况，无系泊直线型浮桥的响应标注
于右侧坐标轴。相较于直线型浮桥，曲线型浮桥抵
抗横向波浪作用的能力大幅提升，长周期波浪条件
下横向动力响应的抑制效果更为明显。对于不同曲
率半径的曲线型浮桥算例，内力响应峰值对应的波
浪周期有所区别；长周期波浪条件下，随着曲率半径的
增加，支座横向反力呈先增大后减小的趋势，理论上
存在最优的设计曲率半径。总体而言，双向浮桥的
横向位移响应小于单向浮桥；它在多个波浪周期处
产生了内力响应峰值，且支座处剪力和弯矩数值超过
单向浮桥，设计中应对支座处的强度校核予以关注。
4 结 论 2020，105：102368.
本文针对离散浮箱式浮桥这一型跨海交通设
施，基于 Star-CCM+和 ABAQUS 联合仿真平台建立
了浮桥结构的数值模型，采用 CFD-FEA 双向耦合分
析方法研究了波浪荷载作用下离散浮箱式浮桥结构
的动力响应，主要得到以下结论：
(1) 本文数值模拟方法能够准确预测浮桥结构的
位移和内力响应，与既有模型试验结果基本相符，证
明了基于联合仿真平台建模手段和双向耦合分析方
法的可靠性。
(2) 相较于精细化模型，基于广义截面梁单元的
简化浮桥模型计算所得的模态振型、频率和响应时
程与其基本一致，为离散浮箱式浮桥结构的大规模
系统研究提供了一种准确高效的分析手段。
(3) 设置系泊系统和提高系泊刚度可以有效减小
浮箱的横向位移，并进一步限制浮桥上部结构的变
形。浮桥结构的横向位移峰值随波浪周期的增加呈
先增大后减小的趋势；无系泊浮桥的自振周期明显
长于有系泊浮桥，更容易被长周期波浪荷载激发。
(4) 增加曲率半径整体上可以降低浮桥的动力响
应；长周期波浪作用下曲线浮桥的横向动力响应峰
值相较于直线型浮桥较小。双向浮桥的横向位移小
于单向浮桥；在多个波浪周期处产生内力响应峰值，
且支座处剪力和弯矩数值超过单向浮桥。
(5) 浮桥设计应综合考虑调整几何线型和系泊设
置等手段，以经济有效地减小结构响应，并重点关注
端部支座处的强度校核和细部设计。
本文研究过程中仅考虑了波浪荷载的影响，在
推广应用前建议综合考虑风、浪、流等环境荷载、随
机车流荷载和偶然荷载的作用，系统研究实际运营
状况下离散浮箱式浮桥的结构响应和受力性能。
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