Page 43 - 《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

5 mm mesh 80 mm mesh

3 ms
904 mm 5 ms 1 017 mm

1 367 mm
4 000 1 179 mm 7 ms 1 228 mm
40 mm Effective plastic strain
TNT 1 344 mm 0 0.03 0.06 0.09 0.12 0.15
Upper chord 3 500 2 274 mm 1 401 mm 9 ms 1 323 mm
80 mm
Length/mm 2 500 fracture zone 120 mm 1 676 mm 1 312 mm 1 566 mm Final state
12 m 3 000 2 229 mm 1 340 mm
1 328 mm
Blast-affected zone
2 000 160 mm 1 689 mm 1 344 mm
6.5 m 1 500 1 447 mm 1 837 mm Front view
1 870 mm

5 m 12 m 1 000 40 80 120 160 Top view
Mesh size/mm
图 13 不同网格上弦杆处爆炸损伤云图对比
Fig. 13 Comparison of explosion damage nephograms at the top chord under different meshes

钢桁梁桥承载能力分析参考 Reyes-Suárez 等 [12] 试验中所述的荷载施加方式。通过对钢桁梁桥施加
竖向位移直至结构完全破坏，并记录跨中截面弯矩-位移曲线，从而确定结构的承载能力。为评估网格尺
寸对承载能力计算结果的影响，分别建立了网格尺寸为 40、80、120 和 160 mm 的钢桁梁桥有限元模型，
并对各工况下的承载能力进行对比分析，结果如图 14 所示。结果表明：钢桁梁桥的承载能力对网格尺
寸变化不敏感，各网格模型得到的极限承载能力之间的差异在 1.70% 以内，其中最大值为 1 179 MN·m，
最小值为 1 159 MN·m。综上所述，在兼顾计算精度与计算效率的前提下，本文后续分析选取 80 mm 作
为基准网格尺寸。

1 200 40 mm Mesh size performance/(MN·m)
Load-bearing
80 mm
Load-bearing performance/(MN·m) 800 Displacement-controlled load 120 1 169
/mm
120 mm
1 000
40
1 169
160 mm
80
1 179
1 159
160
600
400
200
0 30 m 36 m 30 m
0 100 200 300 400 500 600
Vertical displacement/mm
图 14 不同网格钢桁梁桥剩余承载性能对比
Fig. 14 Comparison of residual bearing capacities of steel truss girder bridges with different meshes

3 结果分析与讨论

3.1 爆炸位置
图 15 展示了 100 kg 炸药分别作用于上弦杆侧面、上弦杆顶面、斜腹杆和节点板 4 个位置时的结构损
伤情况。结构损伤主要表现为局部破坏，破口形态呈现典型的花瓣状特征。上弦杆侧面爆炸（S1）时，迎爆

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