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随着我国经济建设的迅猛发展,很多海洋工程结构不断涌现。例如,近期已建成东海大桥、杭州湾大桥、青岛海湾大桥等多座跨海大桥。另外,琼州海峡大桥、渤海海峡大桥和台湾海峡大桥也正在酝酿规划之中。这些跨海峡桥梁不但跨径大,而且桥位处水深,浪高,气候、水文、地质、地震等海洋环境因素异常复杂。台风以及台风掀起的巨浪破坏力极大,而且两者之间在强度、方向以及频谱等方面具有复杂的相关关系,对跨海峡桥梁的作用具有强烈的动态特性、随机性和耦合性。在许多情况下,通常将瞬态的强风和波浪激励看作等效静力作用。但对于跨海峡桥梁,台风以及台风掀起的巨浪动态特性显著且具有强烈的耦合效应。因此,考虑台风以及台风掀起巨浪这种破坏性环境荷载的实际动力特征、随机性和耦合性,发展风和波浪作用下结构的随机响应分析方法,对跨海峡桥梁的设计和建造来说有着重要的意义。本文以上述海洋工程结构为背景,研究了结构在随机风浪作用下动力响应的理论与数值计算方法。主要研究内容包括：1)基于设计波法,利用ANSYS软件中的PIPE59单元模拟桥墩桥塔结构,用Airy波理论和Stokes五阶波理论分别计算了规则波下的响应时间历程。2)根据圆柱波浪力谱的计算方法,利用FORTRAN语言编写了计算波浪力谱的程序,并与ANSYS的随机振动响应分析方法结合来计算结构的动力响应。通过与文献中的算例的比较,验证了该方法的可靠性。利用该方法计算了桥墩桥塔结构在两种波浪力谱JONSWAP谱与P-M谱的作用下响应的功率谱,并且积分得到响应的方差。基于虚拟激励法,以大连理工大学自主开发的结构分析软件DDJ-W为基础,开发随机波浪响应分析功能,计算了相同波浪荷载条件下桥墩桥塔随机响应,并与ANSYS程序的计算结果进行比较。3)按照随机振动虚拟激励法的基本思想,通过构造虚拟激励,发展了风和波浪作用下结构的随机响应分析方法。应用Morison方程计算构件的波浪力,构件波浪力采用投影面积法转化为节点荷载,按Borgman假定处理非线性动水阻尼,然后进行迭代修正,并精确地处理非正交阻尼阵。该方法可以考虑风沿任意作用方向作用以及波浪沿任意方向的传播。以大连理工大学结构分析软件DDJ-W为基础,开发了结构在随机风浪作用下动力响应分析程序系统。最后以桥墩和桥塔结构为算例,对该方法进行了初步验证。