Page 35 - 《爆炸与冲击》2026年第6期

第 46 卷 杜晓庆，等： 接触爆炸作用下钢桁梁桥的破坏模式与剩余承载力 第 6 期

800

700
Track slab 400
1 100 800 16

Shear stud Steel bridge 36 24 420 12
Upper chord Diagonal web member Top lateral bracing member
D x , D y =0
B
12 000
A
Air
D x , D y , D z =0
y
1 320 z x
800 340180 C 13 000
160 D y =0
32 20 2 680 12 000 D
1 300 36 Detonation D y, D z=0 Side view
14 100
32 point 1 500
800 TNT Gusset plate
Lower chord

图 1 钢桁梁桥有限元模型（单位：mm）
Fig. 1 Finite element model of the steel truss girder bridge (unit: mm)
钢桁梁桥作为典型的空间开放式格构体系，其结构特性使得爆炸冲击波在传播过程中易发生空间
绕射和能量耗散。为准确捕捉爆炸荷载作用下结构的动力响应，对不同空气域尺寸条件下的计算结果
进行了对比分析。结果表明，当空气域尺寸增大至 20 m × 5 m × 6.5 m 后，进一步扩大空气域不会引起冲
击波传播特征以及目标杆件应力、变形和损伤形态的明显变化。同时，临近杆件在冲击波作用下的内力
变化较小，且主要表现为小幅弹性振动。由此可见，爆炸冲击波对临近构件的影响较有限，且临近构件
的响应对目标杆件毁伤的影响可忽略。因此，本文选取为 20 m×5 m×6.5 m 的空气域作为后续分析的计
算模型，并采用关键字*BOUNDARY_NON_REFLECTING 定义无反射边界条件。
1.1 加载流程
本文将荷载施加过程划分为 4 个阶段，以模拟钢桁梁桥从自重平衡、爆炸冲击作用、自由振动至剩
余承载力评估的全过程。各阶段通过关键字*STRESS_INITIALIZATION 实现完全重启动，即以上一阶
段末的计算状态作为下一阶段的初始状态，具体流程如图 2 所示。
第 1 阶段（0～5 400 ms）为自重加载，采用关键字*LOAD_BODY_Y 对结构施加竖直向下的自重荷

Stage 1 Stage 2 Stage 3 Stage 4
Loading stage Self-weight Blast loading Free vibration
loading

Displacement-
controlled loading
Time/ms 0–5 400 5 400–5 425 5 425–8 000 ≥8 000

图 2 荷载施加步骤
Fig. 2 Load application procedure

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