在役桥梁桩基水流冲刷侵蚀数值模拟研究

王上; 米江川; 陈明涛; 宋丹; 张乔; 张勇; 王微笑

doi:10.14048/j.issn.1671-2579.2025.03.019

中外公路 ›› 2025, Vol. 45 ›› Issue (03) : 153 -162. DOI: 10.14048/j.issn.1671-2579.2025.03.019

在役桥梁桩基水流冲刷侵蚀数值模拟研究

王上, 米江川, 陈明涛, 宋丹, 张乔, 张勇, 王微笑

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摘要

在役桥梁桩基长期受携砂水流冲刷作用，冲蚀磨损范围逐渐扩大，导致桩基结构出现不同程度的损伤，进而降低桥梁的耐久性与安全性。为研究冲蚀对桥梁桩基的影响，该文以安康市汉江一桥为研究对象，采用ANSYS FLUENT软件对桩基进行三维数值模拟，分析不同条件下冲蚀磨损在桩基上的分布特征及规律。结果表明：(1)冲蚀磨损区域主要集中于桩基承台迎流面、桩身与承台接头处及桩身两侧；承台背流面与桩身背流面的磨损区域较小。泥砂对桩基的冲蚀作用以冲击和切削为主；(2)在相同含砂量条件下，泥砂粒径越小，桩基冲蚀磨损面积越大；水流流速、泥砂粒径、含砂量及桩径的增大均会提高冲蚀率，其中水流流速的影响最为显著。研究结果可为在役桥梁桩基的加固设计与施工提供参考。