冲刷作用下桥墩结构体系的有限元计算

作者：谭宇光; 江胜华; 侯建国

来源：武汉大学学报(工学版), 2022, 1-8.

• 冲刷
• 桥墩
• 桩
• 有限元
• 屈曲

在泥沙冲刷和动水压力的耦合作用下，采用ANSYS有限元软件构建桥墩-承台-桩-土的三维有限元模型，考虑不同冲刷深度情况，对桥墩结构体系进行受力分析，计算桥墩结构体系的屈曲荷载，墩顶的水平和垂直位移量，在桩侧和桩端的土抗力及桩身变形。结果表明，当冲刷深度从0m增加到15m时，桥墩结构体系的屈曲荷载由7.65×10~(5)kN减小到0.89×10~(5)kN，冲刷15m时屈曲荷载仅为未冲刷时屈曲荷载的11.63％。当冲刷深度从0m增加到14m时，桥墩顶部水平位移由3.15mm增加到57.99mm；桥墩顶部竖向位移由26.99mm增加到28.73mm；桩侧土平均摩阻力由35.33kPa减小到26.29kPa；桩端土竖向抗力由11008.44kPa增加到12152.89kPa；桩侧土水平抗力最大值由23.47kN增加到248.94kN；桩身最大水平位移由2.31mm增加到52.36mm。随着冲刷深度的增加，桥墩结构体系变形大幅度增加，竖向承载力降低幅度十分显著，桥墩结构体系很容易发生失稳。

• 单位
  土木工程学院; 西南大学; 武汉大学