近年来,世界各国都在致力完善交通基础设施,修建了一批深水桥梁。由于这类桥梁下部结构的部分甚至全部处于深水中,不但水体本身的存在会对结构自身的动力特性产生影响,进而影响其在地震时的动力响应;而且环境中长期的水流、波浪的共同作用也会对结构的动力响应产生影响。而相关研究目前仍存在不足,其中对于深水空心桥墩的研究则相对较少。因此,开展深水桥墩在地震、水流以及波浪作用下的流固耦合效应研究具有重要的工程应用价值。主要研究内容有:(1)针对实际工程中常用的圆形空心桥墩,根据势流体的有限单元法建立了单墩的流场数值分析模型,进行了不同水深、不同壁厚以及空心桥墩有无内域水的桥墩动力特性以及地震响应分析。分析结果表明:桥墩的自振频率随着水深的增加而降低;桥墩壁厚越薄,自振频率降低更大,且桥墩内域水会加大水深对桥墩自振频率的影响;在地震作用下,桥墩的动力响应会随着水深的增加而增加,且桥墩壁厚越薄和墩内有内域水均会加大水深对桥墩动力响应的影响。(2)建立了墩-波、流场耦合三维数值模型,分别研究了桥墩在水流、波浪作用下的动力响应。分析结果表明:水流流速与波浪波高的增加均会增大桥墩的动力响应;波浪周期的增大会降低桥墩的动力响应;桥墩内域水的存在会减小水流对桥墩的动力作用,但会略微加大波浪对桥墩的动力作用;多墩受水流持续作用时,水流方向第一个墩的动力响应稳定值最大,最后一个墩的动力响应最值较大。(3)在同时考虑水流与波浪作用的基础上建立了墩-波-流联合作用的有限元模型,研究了深水桥墩在波、流联合作用下的动力响应。分析结果表明:桥墩动力响应并不是水流与波浪单独作用的直接迭加,在联合作用中波浪荷载对桥墩的影响是主要的;水流加大了波峰对桥墩的作用,但削减了波谷对桥墩的作用。