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龙图腾网获悉哈尔滨工业大学申请的专利针对海上无锚索浮桥的地震-波浪多场协同生成实验方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN116337403B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-29发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310226775.X，技术领域涉及：G01M10/00；该发明授权针对海上无锚索浮桥的地震-波浪多场协同生成实验方法是由闫佳磊;郭安薪;刘嘉斌;刘智超设计研发完成，并于2023-03-10向国家知识产权局提交的专利申请。

本针对海上无锚索浮桥的地震-波浪多场协同生成实验方法在说明书摘要公布了：本发明公开一种针对海上大型无锚索浮桥地震‑波浪多场协同生成实验方法，属于海上土木工程安全技术领域，方法包括如下：建立该弯曲型无锚索浮桥的数值有限元模型，给出地震持续期内每个浮式基础的最大垂荡位移，得到出现目标自由度最大动力响应的位置，释放浮桥模型截断边界处的所有自由度；设计大型无锚索浮桥模型；建立多灾害场输入系统；大型无锚索浮桥模型动力响应的采集。本发明可以重现桥址区的实际地震动记录，模拟由大型浮桥接岸端传入的地震作用对桥梁结构动力响应的影响；本发明能够重现地震‑波浪耦合作用，为大型浮桥提供一种地震‑波浪多场协同生成方法，为进一步探索大型深海无锚索浮桥在多灾害作用下的动力特性提供了设备支持。

本发明授权针对海上无锚索浮桥的地震-波浪多场协同生成实验方法在权利要求书中公布了：1.一种针对海上大型无锚索浮桥地震-波浪多场协同生成实验方法，其特征在于，方法步骤如下： S1：大型无锚索浮桥的合理截断： a截断范围：在有限元分析软件ANSYS的MechanicalAPDL界面中建立足尺参考浮桥的有限元模型，其中，选取“梁单元Beam189”模拟主梁和桥墩，分别选择“体积单元SOLID185”和“体积单元FLUID30”构建浮式基础和水体；针对浮式基础浮力的等效，决定在每个浮式基础上使用四个竖直的弹簧，弹簧刚度K为总水线刚度K0的14，弹簧刚性连接到浮式基础上由各方向回转半径决定的特定节点，满足扭转刚度的等效，进而得到能够随浮式基础的运动而实时更新刚度的复杂浮力重构方法，如式1-8， K0＝ρwater·g·Spon1 式中，Spon是水线面面积，是排水量，GMT和GML分别是横向和纵向的稳心高度，LP和BP分别是浮式基础的长度和宽度，ρwater为水的密度，g为重力加速度，L0和B0分别是纵向和横向的回转半径，FB是浮式基础处于静平衡状态时的浮力，是浮式基础在静平衡位置的浮力所产生的平均面载荷； 浮桥的运动方程用Galerkin方法表示如下： 式中，x、y、z分别为有限元模型中的坐标，u、v、w分别对应为x、y、z轴方向的位移分量，n是流体单元的节点数，pe为单元的固体点压力矢量，Ni和是节点i对应的插值函数，xe是单元的节点位移矢量，通过对流体和固体域的基本方程和边界条件进行积分和迭代，得到浮式基础的流固耦合的最终有限元方程，如下式所示： 式中，Q是浮式基础的流固耦合的矩阵，MF和KF分别是流体的质量和刚度矩阵，MS和KS分别是固体的质量和刚度矩阵，FS是由地震作用引起的固体的外部荷载，设流体是理想流体，忽略由于流体压缩性和流体自由水面波动引起的质量矩阵； 进而，得到具有流固耦合效应的浮桥模态分析结果，基于AQWA软件得到静水中浮式基础的附加质量，浮桥的流固耦合问题进一步简化为具有附加质量的固体动力分析问题； 至此，完成大型无锚索浮桥的有限元数值模型构建，为满足截断模型动力分析的完整性，根据足尺浮桥最大响应发生的位置向后选择一个浮式基础； b截断边界：通过足尺浮桥的模态分析，发现大型无锚索浮桥的横向周期为100±40s，并释放截断边界处的所有自由度； S2：设计大型无锚索浮桥模型：模型设计采用弗劳德相似性准则，沿纵桥向将浮桥模型分为12个部分，浮桥的刚度由内部钢管提供，外部覆盖有几何形状的有机玻璃，泡沫塑料填充在二者之间以防止流体渗漏，由铝制的桥墩和铝制的浮式基础做为刚体； S3：建立地震-波浪多场输入系统：包括由波浪作用输入系统和地震作用输入系统组成，所述的波浪作用输入系统为安装于浪槽一端的机械造波机，通过调节水动力输入参数用于重现深海区复杂波浪荷载，包括规则波和非规则波，并于水槽的另一端放置消波装置；地震作用输入系统通过安装在模型放置区的电动作动器实现，通过调整地震作用动力参数实现原始地震动的模拟； S4：大型无锚索浮桥模型动力响应的采集： a使用浪高仪测量模型周围的液面高度； b基于3D光学运动捕捉系统以及QualisysTrackManager软件，通过在模型表面粘贴QTM标记点实时获取浮桥模型的位移响应； c使用三向防水加速度传感器测量浮桥模型的实时加速度，使用单向加速度传感器，将其放置于电动作动器与模型的连接位置处测量电动作动器生成的实际地震动。

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