近30年桥梁基础冲刷研究进展及关键问题

近年来,基础冲刷导致的桥梁灾害频发,冲刷已成为威胁涉水桥梁安全的重要原因。基于前人已有的成果,对近30年来桥梁基础冲刷领域的相关研究进行了系统分析。首先采用信息量化分析技术给出了近30年桥梁基础冲刷研究的创新研究成果参数,呈现了冲刷研究领域的知识结构体系,探索了其研究热点。研究结果表明:①桥梁基础冲刷研究论文数量呈现上升趋势,特别是最近几年论文数量增速加快,研究热度提高,其中一些主要文献表现出很高的被引用频率,受到研究人员的重点关注;②研究成果主要集中于桥梁基础冲刷机理、冲刷深度预测、现场监测方法和冲刷防护措施等方面;③研究的新兴热点涉及复杂桥梁基础周围的三维流场特性分析、基于不同算法和随时间演变的冲刷深度预测。此外,对跨海桥梁基础冲刷研究的进展进行了分析,总结了不同条件(水力特性、沉积物条件、基础结构形式及空间布置方式等)对跨海桥梁冲刷的影响;阐述了现有冲刷深度分析方法应用于跨海桥梁冲刷深度预测时存在的问题;对比分析了几种冲刷监测方法的优点、不足及精度影响因素;指出跨海桥梁基础冲刷需要加强对复杂海域环境下桩基冲刷机理、冲刷深度预测及冲刷安全监测评估方法的研究。最后提出:桩-土-潮流相互耦合作用的局部冲刷机理研究、排除水流及悬浮泥干扰的实时监测设备研发、考虑围垦等人类活动对跨海桥梁基础冲刷影响及包括冲刷在内的多灾害分析将是今后研究发展的趋势。