高桩承台基础波流荷载数值模拟

来源：水利水运工程学报杂志 2023年第5期北京时间：

作者：楚晨晖,陈少林,张洪翔

摘要：为研究高桩承台基础在波流作用下的荷载时程特点和压力分布规律，开展某跨海大桥桩-承台复合基础的数值模拟研究。根据Stokes二阶波理论进行数值水池造波，采用雷诺平均应力方程（RANS）求解流体运动方程，计算得出3种淹没系数（0~1）下高桩承台基础的各部分水动力时程及其表面压力分布；应用流体体积函数（VOF）追踪液面形态模拟波浪形态时程。研究结果表明：（1）淹没系数较大时，承台水平力较大且主要来自波流联合作用，尾流区绕射波浪会产生负向水平力和负向浮托力，承台迎波面及顶面后方存在压力波动极值区；（2）随着淹没系数的降低，承台水平力减小，水平力主要以波浪拍击力为主，竖向浮托力、单桩水平力随之增加，尾流区绕射效应降低，承台压力极值波动区缩小直至消失；（3）桩基正向水平力最大值出现在边列最后排桩；负向水平力最大值出现在中列最后排桩。研究所得总力时程和压力分布规律可为优化结构设计提供参考。

关键词：波流力, 高桩承台, 时程分析, 压力分布