河流沖刷對既有橋梁墩臺承載力影響的研究.pdf

1、河流沖刷是橋梁水毀的主要原因之一。長期的河流沖刷會造成既有橋梁墩臺破損，從而降低材料性能及有效承載能力;墩臺沖刷還會導致橋梁基礎掏空，造成橋梁下部結構的承載力大幅下降，嚴重情況下會造成墩臺傾斜或橋梁垮塌。因此，研究河流沖刷對既有橋梁墩臺承載力的影響，建立受沖刷墩臺承載力損傷分析模式，對既有橋梁的安全評估具有重要的理論意義和實用價值。
　　本文以墩臺沖刷明顯且遭遇過運砂船撞擊的湖南省湘潭竹埠港湘江大橋為工程背景，借助有限元軟件ANS

2、YS，圍繞河流沖刷造成的墩臺損傷及基礎埋深下降對墩臺承載力的影響展開研究。主要工作及研究成果如下:
　　1.歸納總結了橋梁墩臺沖刷機理和沖刷深度研究方法，介紹了既有橋梁承載力評定理論及相關體系，探討了墩臺構件沖刷后損傷承載力的評定方法。
　　2.選取竹埠港湘江大橋沖刷最為嚴重的右幅10#墩作為研究對象，建立其空間有限元分析模型。依據水下檢測資料，模擬其墩身損傷，對橋墩豎向極限承載力進行非線性有限元分析。計算結果表明:沖刷造成

3、的墩身損傷導致10#墩豎向承載力與完好墩相比損失了20％左右。
　　3.根據設計資料和相關檢測報告，建立了湘潭竹埠港大橋全橋空間有限元分析模型，對不同沖刷狀況下橋墩遭遇船舶碰撞的動力響應進行計算分析，得到了反映橋墩水平承載力的墩頂位移及墩身應力隨不同沖刷狀況的變化曲線，探討了河流沖刷對既有橋梁墩臺水平承載力的影響。
　　4.分析竹埠港大橋計算結果，當沖刷深度達到設計埋深的20％時，墩身撞擊部位應力達到墩身抗拉強度設計值;當沖