Page 134 - 《爆炸与冲击》2026年第4期

第 46 卷 第 4 期 爆 炸 与 冲 击 Vol. 46, No. 4
2026 年 4 月 EXPLOSION AND SHOCK WAVES Apr., 2026

DOI：10.11883/bzycj-2024-0441

钢筋混凝土墩柱侧向冲击损伤的评估方法 *

1
陈泓宇 ，李华伟 1,2
（1. 广州大学工程抗震研究中心，广东 广州 510006；
2. 广州大学工程抗震减震与结构安全教育部重点实验室，广东 广州 510006）

摘要： 为了研究钢筋混凝土（reinforced concrete, RC）墩柱在侧向冲击荷载作用下的动力响应、评估其损伤程度，
采用显式动力分析软件 LS-DYNA 建立 RC 墩柱侧向冲击的精细化有限元模型；基于 RC 墩柱侧向冲击试验，验证了有
限元模型的有效性；探讨了冲击速度、冲击质量、冲击位置和墩柱轴压比对 RC 墩柱的动力响应和损伤演变的影响规
律；基于剩余承载力和残余位移，提出了相对残余位移和相对剩余承载力指标，确定了 RC 墩柱发生轻度损伤、中度损
伤、重度损伤和倒塌对应的相对剩余承载力值，并建立了不同冲击位置和墩柱轴压比下相对残余位移和相对剩余承载
力的映射关系，进而建立 RC 墩柱损伤评估方法。研究结果表明：RC 墩柱在柱中位置遭受冲击的主要表现为弯剪破
坏，而柱底位置遭受冲击的主要表现为局部剪切破坏；随着冲击速度和冲击质量的增加，残余位移显著增大，剩余承载
力显著下降；轴压比在 0.2～0.4 范围内对于冲击力和位移峰值的影响有限，但对柱中冲击时的残余位移产生显著影
响；柱中位置和柱底位置受侧向冲击时，相对残余位移与相对剩余承载力之间存在着近似线性的关系，相对残余位移
越大，相对剩余承载力越小；在相对残余位移相等的情况下，柱底冲击比柱中冲击的相对剩余承载力更低，承载性能下
降幅度更大。
关键词： 桥梁工程；损伤评估；RC 墩柱；侧向冲击
中图分类号： O342; U443.22 国标学科代码： 13015 文献标志码： A

Damage assessment method of RC piers under lateral impact loads

1
CHEN Hongyu , LI Huawei 1,2
（1. Earthquake Engineering Research & Test Center, Guangzhou University, Guangzhou 510006, Guangdong, China;
2. Key Laboratory of Earthquake Resistance, Earthquake Mitigation and Structural Safety, Ministry of Education,
Guangzhou University, Guangzhou 510006, Guangdong, China）

Abstract: To investigate the dynamic response and damage assessment of reinforced concrete (RC) piers under lateral impact
loads, high-fidelity finite element models of RC piers under lateral impact were developed using the explicit dynamic analysis
software LS-DYNA. The finite element models were calibrated by using the test data from lateral impact tests of RC piers. The
influences of impact velocity, impact mass, impact location, and axial compression ratio on the dynamic response and damage
evolution of RC piers were investigated. Based on the residual load-carrying capacity and residual displacement, the indicators
of relative residual deformation and relative residual load-carrying capacity were proposed. The corresponding values of
relative residual load-carrying capacity for slight damage, moderate damage, severe damage, and collapse were determined.
Moreover, a mapping relationship between relative residual deformation and relative residual load-carrying capacity of RC
piers with various axial compression ratios and impacted at different impact locations was established. A damage assessment
method for RC piers under impact load was proposed based on the mapping relationship. The research results indicate that RC
piers subjected to impact at the mid-column position primarily exhibit flexural-shear failure, whereas local shear failure

* 收稿日期： 2024-11-11；修回日期： 2025-06-15
基金项目： 国家自然科学基金（52308486）；广州市基础与应用基础研究（2023A04J1651）
第一作者： 陈泓宇（2000－ ），男，硕士研究生，1659868415@qq.com
通信作者： 李华伟（1989－ ），男，博士，副教授，huawei.li@gzhu.edu.cn

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