基础冲刷对多种车激作用下桥梁动力行为的影响

李 岩，张振浩，林国伟，林雪琦，丁 勇，叶长允

(1.哈尔滨工业大学 交通科学与工程学院，哈尔滨150090；2. 济南城建集团有限公司，济南250000；3.哈尔滨工业大学 土木工程学院，哈尔滨 150090)

基础冲刷是导致桥梁垮塌事故的重要原因之一，如美国在过去30年发生了1 000多座桥梁倒塌事故，其中约60%与基础冲刷有关[1-2]。因此研究高效、经济和便捷的桥梁基础冲刷检测和监测方法极其必要。由于水下环境复杂，基础冲刷检测难度较大，目前常用的检测方法为人工潜水观察、雷达探测和声纳探测等[3]。但这些水下检测手段存在风险高、耗时长、费用昂贵、水下设备安装和操作难度大等局限，同时易受水文条件、自然环境和气候等因素干扰和限制，对冲刷后的杂物回填现象也无法有效识别[4]。

相关研究表明基础冲刷可导致桥梁动力特性及外部激励下的动力行为发生变化，据此国内外学者在基于动力的基础冲刷诊断和评估方面开展了一些研究工作，并发现该类方法具备实现高效、准确和低成本检测评估的应用潜力[5-6]。目前该类方法采用的外部激励方式主要分为人工强迫振动、环境激励和过桥车辆激励3类[3-4]。文献[7]基于小波分析和模型修正理论，采用数值模拟方法研究了以小波包能量熵为诊断指标的柱式桥墩定量化损伤诊断方法，并分析了病害类型、环境噪声等对诊断结果的影响。文献[8]利用力锤激励钢梁桥模型，基于实测得到的桥面竖向和水平向加速度响应识别上部结构振型，发现竖向振型对冲刷不敏感，部分水平振型对冲刷敏感，提出采用水平振型和动态柔度特征的变化来识别基础冲刷的思路。……