中国道路桥梁建设经历了跨越式发展,实现了历史性的蜕变与突破。随着桥梁服役时间的推移,桥梁结构不可避免的会受到各种因素的影响而产生不同的损伤,造成桥梁结构承载能力降低及其他安全隐患。随着城市建设发展,高架桥结构大量建设并投入使用,直观上软土地基沉降是导致结构沉降变形和开裂损伤的一个重要原因,但是软土地基导致结构开裂损伤的行为机理并未深入广泛的研究。基于上述情况,本文依托某高架桥检测项目,通过实际结构的沉降变形和开裂损伤检测数据深入分析,并进行桥上汽车荷载试验和临近辅道加载试验,利用Midas FEA进行实体建模分析,对结构的沉降变形及开裂损伤行为进行探索分析。本文的主要研究内容及结论如下:(1)首先对本文涉及的软土基本性质及软土地基对结构的影响进行了综述,介绍了高架桥结构的基本特点和混凝土裂缝的开裂扩展机理;概述了混凝土开裂损伤的研究现状并基于混凝土断裂损伤力学,阐述了混凝土的损伤本构模型及混凝土断裂基本理论。(2)依托高架桥开裂损伤检测项目,对现有国内涉及沉降变形和开裂损伤检测的规范进行了对比分析总结,确定了高架桥沉降变形和裂缝检测的判断依据;基于该高架桥开裂损伤检测数据,对下部结构墩柱、盖梁、承台的开裂损伤进行统计分析判断,对桥面、承台、梁体的沉降变形数据进行统计分析,发现结构开裂损伤最严重的构件为右幅34号墩柱、承台、盖梁,且构件开裂损伤严重程度与沉降变形分布规律一致,呈现出右幅沉降大于左幅沉降,右幅左侧病害较右侧病害严重,从数据规律中推断开裂损伤的原因在于软土地基的不均匀沉降和桥上汽车荷载及临近辅道汽车荷载的长期作用影响,进而也确定了现场试验和有限元模拟研究的必要性。(3)依据对结构沉降变形和开裂损伤的分析,选取右幅34号墩柱所在位置进行桥上汽车偏载试验和临近辅道汽车荷载试验,通过对墩柱应变和裂缝随桥上汽车荷载变化的分析对比,发现右幅34号左右侧墩柱出现压应变,裂缝宽度随荷载的增加而减小,说明桥上汽车荷载对墩柱裂缝的产生基本没有影响,残余应变相对较小,说明墩柱承载能力储备充足;通过34号墩柱、承台随临近辅道汽车荷载变化的对比分析,墩柱应变、裂缝宽度随荷载的增加而增加,且左侧墩柱的变化较右侧变化大,与现场实际检测结果相吻合,说明软土地基受到临近辅道汽车荷载的长期作用,进而对结构的沉降变形和开裂损伤产生了影响。(4)根据现场的实际检测分析和加载试验结果分析,选择开裂损伤最严重的右幅34号墩柱位置下部结构,采用Midas FEA进行有限元实体建模分析,通过位移加载模拟不均匀沉降对结构的影响;通过分析承台、墩柱、盖梁的混凝土应力变化、主筋应力变化、裂缝开裂位置及发展变化,发现裂缝首先出现在承台左侧角隅位置,与现场承台开裂损伤相吻合,承台开裂宽度随沉降变化规律和现场承台沉降开裂检测数据基本吻合;墩柱开裂的位置及变化趋势与实际检测的情况同样吻合;承台、墩柱、盖梁的主筋应力未达到屈服应力,与现场试验结果相一致,说明结构承载能力储备充足;结构整体的裂缝发展首先出现在承台左侧角隅位置,并随着沉降的加重出现在墩柱右侧位置并向上扩展;整个过程说明了软土地基的不均匀沉降导致了结构的沉降变形并进而导致结构的开裂损伤,临近辅道汽车荷载加重了软土地基的不均匀沉降。