桥墩基础作为桥梁结构的重要组成部分,其性能直接关乎到整个桥梁结构的承载能力与使用寿命。现有铁路、公路桥梁检定内容与评判标准主要针对桥梁上部结构,而对下部结构,特别是下部基础的评价指标严重欠缺。此外,桥梁基础埋置于土体中,常规的检测方法均无法检测其运营状态和现阶段的承载能力,传统的桩基静载试验法和高应变动测法均无法满足快速评定现阶段大规模在役桥梁下部基础基本状态及承载力的要求。随着我国公路、铁路交通的大规模发展,车流密度、车辆载重不断增加,同时伴随着既有桥墩运营时间的增加,急需一套能快速、全面检测既有桥梁基础工作状态、评定其承载力的方法,使其能够对既有桥墩及基础进行科学有效的评判。动刚度法通过建立与桩基静压试验静刚度间的静、动对比系数,表明动刚度与桩基础承载能力之间呈正相关关系。目前,国内、外学者的研究主要局限于单桩动刚度,而对工程中广泛使用的桥墩-承台-群桩系统整体动刚度尚缺乏系统的研究。本文通过现场试验与有限元计算相结合,对既有桥梁下部桩基础动刚度进行了研究,主要研究内容如下:⑴研究既有桥梁桩基础动刚度的有限元模拟方法,结合单桩、单桩-承台、群桩-承台三种结构的动刚度现场测试数据,分析有限元模拟方法的有效性及合理性。⑵基于瞬态机械阻抗法基本原理,通过建立三维实体有限元模型,研究激振荷载、桩周土体、桩身缺陷、桩身几何尺寸、桥墩高度、上部结构质量、测试位置等影响因素对动刚度的影响,对既有桥梁下部结构动刚度进行参数敏感性分析。⑶结合现场测试数据与有限元计算结果,利用动刚度评价群桩基础工作状态。本文由以上工作得到结论如下:⑴通过单桩动刚度参数敏感性分析,动刚度与激振荷载无关;桩周土体弹性模量越大,动刚度越大;动刚度的与桩身混凝土弹性模量近似呈线性关系;桩身缺陷程度越大,动刚度值越小;桩径越大,桩基础动刚度越大;对于摩擦桩基础,桩长越大,桩基础动刚度越大;对于端承桩基础,桩长越小,桩基础动刚度越大。⑵通过对比单桩、单桩-承台、群桩-承台三种结构体系的动刚度,发现单桩-承台系统的动刚度较单桩动刚度稍大,从整体上看,群桩-承台系统的动刚度与单桩动刚度呈倍数关系。