大流量下多塔斜拉输水管桥的水锤效应分析

来源：水资源与水工程学报杂志2025年第4期北京时间：

作者：景媛，汪峻松，高徐军，曹双利，周勇军

单位：（1.长安大学公路学院,2.江西省交通设计研究院有限责任公司,3.中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司,4.陕西省引汉济渭工程建设有限公司

摘要：以某大跨径斜拉输水管桥为研究对象，重点分析水锤效应对其结构性能的影响。采用流固耦合方法对水锤过程进行仿真模拟，并验证其有效性；在此基础上建立了水-管-桥的三维耦合仿真模型，对比分析了流固耦合与非流固耦合2种情况下水锤作用对桥梁动力响应的差异，重点考察了不同关阀时间下竖向和竖纵向水锤对桥梁动力响应的影响规律。结果表明：流固耦合与非流固耦合计算得到的桥梁响应峰值基本吻合，主要差异体现在振动周期上；竖向和竖纵向水锤均会引发显著的桥梁纵向位移，其中竖纵向水锤的影响更为突出；随着关阀时间的缩短，管道内部压强显著上升，桥梁纵向位移响应变化明显；当关阀时间在6~30 s范围内时，以桥塔顶部纵向位移为效应指标，竖向和竖纵向水锤的放大系数分别在1.022~1.143和1.032~1.193之间；以主梁端部纵向位移为效应指标，竖向和竖纵向水锤的放大系数分别在1.115~1.720和1.114~1.805之间。研究成果可为同类输水管桥的设计提供参考。

关键词：大流量,大跨径,多塔斜拉输水管桥,水锤效应,动力响应,关阀时间,流固耦合

基金资助：陕西省自然科学基础研究计划项目（2021JLM—47）