Page 130 - 《爆炸与冲击》2026年第8期

第 46 卷 李拓亨，等： 远距离爆炸荷载作用下城市连续梁桥的动力响应和破坏机理 第 8 期

4.61 million 3.10 million 1.78 million 1.35 million
0.4 P1 Theoretical peak pressure Error
0.3 0.38 MPa 4.61 million 3.10 million 1.78 million 1.35 million
0.2 −4.61 million −3.10 million −1.78 million −1.35 million
0.1 15
0 0.8
0.6 P2
10
Pressure/MPa 0.2 0 P3 Peak pressure/MPa 0.6 5 0 Peak pressure relative error/%
0.4
0.4
0.3
0.2 0.4 −5
0.1
0.2 −10
0
0.8 P4
0.6 −15
0.4 0 P1 P2 P3 P4
0.2 Point
0 50 100 150 200 250 300
Time/ms
(b) Pressure histories at points P1−P4 (c) Peak pressuresand relative errors at points P1−P4

图 6 空气域网格收敛性分析
Fig. 6 Mesh convergence analysis for the air domain

56 000
109 520
Non-reflecting boundary

Air domain

25 000 6 Bridge

1 6

4 z
10 000 x
1
y Ambient
20 250

图 7 流体域有限元模型（单位：mm）
Fig. 7 Finite element model of the fluid domain (unit: mm)

2.3 远距离爆炸场景
根据实际情况，爆炸位置和爆炸能量均具有随机性。为考虑爆炸荷载来源的不确定性，需要对爆炸
距离、爆炸当量、冲击角度等不同参数进行分析。在贝鲁特港爆炸事件中，据估计其 TNT 爆炸当量约
为 1.12 kt，爆炸造成的破坏范围约 4 km [13] 。基于该事件，考虑 6 种地面爆炸场景，涉及了不同的爆炸距
离、当量以及冲击角度，对城市连续梁桥进行远距离爆炸响应和破坏特性研究，如图 8 所示。将冲击波
入射角度定义为爆炸位置与桥梁跨度方向垂线之间的夹角，在场景 1～4 中入射角度为 0°，本文称为正
冲击，场景 5 和场景 6 入射角度分别为 30°和 60°，称为斜冲击。为方便分析结构的响应，设置全局坐标
与局部坐标系：在全局坐标系中，沿爆炸冲击波入射方向为 x 轴，水平面上垂直于入射方向为 y 轴；桥梁
结构设置局部坐标系，垂直于车道方向为 u 轴，沿车道方向为 v 轴；z 和 w 轴均为竖直方向；其中，正冲击

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