水平冲击作用下非新建桥梁桩基动力响应及损伤特性

涉水桥梁在建成服役过程中不可避免产生病害,同时船舶撞击下的桥梁下部结构极易受损,继而引发安全事故。为研究船撞作用下非新建桥梁桩基的动力响应与损伤特性,对陕西省汉江一桥96根涉水桩基病害进行了潜水探查,明确了非新建桥梁桩基的病害情况,建立了基于层次分析法的非新建桥梁桩基病害评价体系,将评价结果与现场探查分析结果进行了对比;制作了新建、病害与病害加固3类单桩试件,使用自制摆锤冲击装置对3类单桩试件进行了水平冲击试验,对比分析了3类单桩试件在同一水平冲击荷载下的冲击力、混凝土应变、位移、加速度的动力响应特性及桩身损伤。研究结果表明:建立的非新建桥梁桩基病害评价体系可有效反映汉江一桥服役状态,结构完整度较高且使用功能正常;单桩的冲击过程可分为峰值冲击、系统分离与次生冲击3个阶段;桩周土楔的形成与发展使得桩周土横向土抗力降低,进而影响桩基抗冲击能力;仅对病害桩基的地面露出段加固处理,对降低病害桩基在承受水平冲击荷载的破坏影响程度有限,加固效果不显著。研究成果可为涉水非新建桥梁防撞设计与施工提供参考。