考虑冲刷和材料劣化耦合作用的钢筋混凝土桥梁桩基承载性能研究

作     者：祝彦知 赵雅纯 田光辉 纠永志 程学磊 ZHU Yanzhi;ZHAO Yachun;TIAN Guanghui;JIU Yongzhi;CHENG Xuelei

作者机构：中原工学院建筑工程学院河南郑州450007 中原工学院建筑设计研究院河南郑州450007 

出 版 物：《水利水电技术（中英文）》 (Water Resources and Hydropower Engineering)

年 卷 期：2023年第54卷第3期

页      面：116-125页

学科分类：08[工学] 083305[工学-城乡生态环境与基础设施规划] 081403[工学-市政工程] 0814[工学-土木工程] 0833[工学-城乡规划学] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51608548) 

主　　题：桥梁桩基 冲刷 材料劣化 耦合 承载力 沉降 

摘      要：桥梁桩基是桥梁承担荷载的重要组成部分,【目的】为研究钢筋混凝土桥梁在劣化和冲刷共同作用下的力学性能变化,【方法】结合工程实例,建立桥梁桩基模型。运用有限元软件模拟钢筋锈蚀,用Mander模型实现混凝土损伤本构模型随服役时间的变化情况,通过桩周土体钝化实现水流的冲刷作用。根据桥梁服役时间、钢筋混凝土劣化程度和冲刷深度的不同,分别模拟桥梁桩基在此基础上的承载性能变化。【结果】结果显示:桩基在竖向荷载作用下的位移随冲刷深度以及劣化程度的增大而增大;未考虑钢筋混凝土劣化时,极限承载力随着冲刷深度的增大呈减小的趋势,在服役初期,承载力受冲刷影响较大,下降的速度较快,到服役后期,冲刷深度逐渐稳定,承载力受冲刷影响逐渐变小,下降速度趋于平缓;考虑钢筋混凝土劣化时,钢筋锈蚀对冲刷后桩基承载力的影响不大,但核心混凝土劣化对桩基极限承载力有较大的影响。【结论】结果表明:钢筋混凝土桥梁在水流冲刷和材料劣化的共同作用下,桩基承载力较服役前下降较多,影响桥梁正常使用,甚至引发安全事故,因此对于冲刷劣化后桩基的加固工作应引起足够的重视。