混凝土结构作为当前桥梁建筑中最广泛使用的结构形式,对其在高速含沙水流中承载力变化的预估是十分重要的。桥墩作为桥梁结构的重要组成,直接受到含沙水流的冲蚀破坏,由此对整个结构承载、安全及耐久性都有非常严重的影响。因此研究在高速含沙水流下桥墩的冲蚀及承载力的变化十分重要。本文采用数值模拟的方法,以嘉陵江上桥梁结构为研究对象,基于COMSOL和ANSYS有限元软件,分别对单桥墩、多桥墩情况下桥墩的冲蚀及受损桥墩轴压下应力变化进行了研究,具体内容包括:1.建立水沙两相流模型,基于Finnie磨蚀理论,使用粒子追踪模块分别建立含沙水流下单桥墩及多桥墩的冲蚀模型,并根据实际工程参数对模型系数进行调整。分析水流流速、砂砾粒径、含砂率、桥墩直径和抗压强度因素对平均冲蚀速率及冲蚀宽度的影响。并将单桥墩冲蚀和多桥墩冲蚀进行对比,分析多桥墩情况下桥墩间距及桥墩位置对平均冲蚀速率的影响。2.参考实际工况选取合理的不同粒径的砂砾组成比重,得出更符合工程实际的总平均冲蚀速率和年平均冲蚀厚度,并根据保护层厚度及水流流速预测出桥墩完全冲蚀钢筋暴露的时间。对桥墩冲蚀的预测具有一定的工程意义。3.建立保护层损伤下桥墩轴压模型,研究了不同冲蚀角度及不同钢筋锈蚀率下,桥墩混凝土和钢筋两部分的轴压变化情况,对后期桥墩的维护有一定的指导作用。结果表明:单桥墩磨蚀和多桥墩中任一桥墩磨蚀情况规律相近,其中砂砾粒径对桥墩冲蚀的平均磨蚀速率及冲蚀宽度均有明显影响,而水流流速、含砂率和抗压强度只对平均速率有影响,对冲蚀宽度影响不大,桥墩直径对二者的影响均不明显;多桥墩冲蚀时,桥墩间距越大,三处桥墩的平均冲蚀速率越趋向一致;竖向钢筋、箍筋和受损位置截面混凝土的最大应力都随冲蚀角度的增大而增大,但受钢筋锈蚀率影响较小,只对桥墩受冲蚀的下部分有影响,对桥墩未受冲蚀的上部分几乎没有影响。当实际偏心距大于临界偏心距时,冲蚀后桥墩偏心受压的承载力小于轴心受压情况下,且冲蚀面积越大,临界值越小。