Page 46 - 《爆炸与冲击》2026年第6期

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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
(a) Mises stress

Effective plastic strain
S0 S1
0.20
Ⅱ Ⅰ Ⅱ
0.18

0.16

0.14

0.12
Ⅲ Ⅲ

0.10

0.08

0.06

Ⅳ Ⅳ 0.04

0.02

0

(b) Effective plastic strain
图 17 准静态加载下钢桁梁桥损伤云图
Fig. 17 Damage of the steel truss girder bridge under quasi-static loading

的破坏机理开始显现差异，工况 S0 中，临近跨中的 1 根上弦杆中部塑性变形、发生明显的平面外弯曲，
成为结构后续失稳的诱因；而工况 S1 由于爆炸破口处的局部损伤持续扩展，结构的初始荷载传递路径
发生改变，致使相邻的上平纵联斜杆发生显著的扭转屈服。时刻Ⅳ，工况 S0 最初屈服的上弦杆沿中部
塑性铰发生弯折，进而诱发其余 3 个对称位置的上弦杆及多根上平纵联斜杆相继进入塑性并发生弯
折。与之不同的是，工况 S1 的损伤演化始终围绕爆炸毁伤区域向周边杆件扩散，表现为典型的局部缺
陷诱发的连锁失稳。可以看出，工况 S0 与 S1 均未呈现大范围的塑性损伤，其破坏特征表现均为关键杆
件局部进入塑性并形成塑性铰。随着局部塑性区的发展，结构因几何不稳定性而发生整体失稳，最终导
致承载力迅速丧失。
结果表明：在竖向位移作用下，钢桁梁桥在无损（S0）和损伤（S1）状态下均会在上弦杆处形成塑性
铰，导致桥梁整体失效。在无损状态（S0）下，钢桁梁桥 2 片主桁协同工作，上弦杆同步进入塑性状态，形
成双塑性铰机构。此时，在桥面板上产生 2 个高应力区，呈现出整体塑性破坏特征。相比之下，在损伤
状态（S1）下，爆炸损伤导致结构传力路径的重分配。荷载主要由未受损侧的主桁承担，进而削弱受损侧
主桁的承载能力。随着竖向位移增大，受损的上弦杆发生屈曲，桥面板位置仅形成单一高应力区，展现
出局部损伤主导的非对称破坏。受损的钢桁梁桥承载能力显著降低，剩余承载力依赖于受损区域的剩
余抗力，且塑性变形能力不足，表现出更显著的局部脆化特征。
3.2 炸药当量
图 18 给出了炸药当量为 25、50、100 和 150 kg 工况在上弦杆侧面爆炸时的损伤结果。随着炸药当
量的增加，迎爆面破口尺寸从 667 mm×878 mm 逐渐增大至 1 961 mm×1 100 mm，并最终趋于稳定。同

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