Page 133 - 《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

对于上部结构，则在 480 ms 左右达到最大抬升量 1 001 mm，此后开始下落。无论是桥墩位移还是箱梁位移，
曲线均在 202 和 938 ms 左右出现明显的趋势变化，即曲线的斜率出现突变，说明结构的速度发生了明显的
改变，而从速度曲线中的对应时刻可见显著的特征变化。结合图 10，可进一步揭示桥梁结构位移和速度变
化呈现上述特征的原因。在冲击波到达桥梁结构时，桥墩受瞬时冲击作用出现速度突增，随着荷载衰减，
加之结构的抗力作用，桥墩速度达到峰值后开始下降。在这个过程中，上部结构同样由于冲击波作用产生
x 方向和竖向的位移。在 x 方向，上部结构侧移与盖梁发生碰撞，进而加剧了桥墩的倾斜，从而在桥墩速度
曲线上出现 202 ms 时刻速度的突增，该撞击同样对箱梁的抬升产生影响，造成了箱梁测点位移曲线该时
刻的趋势改变。在竖直方向上，上部结构速度先增加后减小，直到在 480 ms 速度减小为 0 mm/s，上部结
构开始跌落；在 895 ms 时刻，上部结构回落到盖梁并冲击下部结构，因此 S 测点速度迅速从−890 mm/s 上
升为 0 mm/s，同时桥墩速度瞬间增大，导致了位移曲线上 895～965 ms 阶段斜率的增大。另外，桥墩速度
曲线在 65 ms 达到第 1 个峰值，表明在该时刻，冲击荷载作用开始小于结构抗力作用；曲线在第 2 个峰值
之后，呈现出波动的变化趋势，这与上部结构位移过程中与盖梁的接触作用相关。上部结构跌落后，桥
墩速度在 1 181 ms 时刻出现波动，然后开始呈现小幅的恢复。由于位移稳定阶段桥梁结构的位移变化并
不明显，该波动反映出在该阶段中桥梁结构产生了较轻程度的渐进失效。根据图 10，结合速度曲线的变
化特征，可知除了冲击波的直接作用外，桥梁上部结构与下部结构的碰撞是造成结构破坏的重要因素。

x-velocity/(m·s −1 )
300
200
140
60
−20
−100
30 ms 50 ms 60 ms
−180
−260
−340
−420
−500
z
y x
70 ms 90 ms 260 ms
图 11 场景 1 典型时刻的速度场云图
Fig. 11 Velocity field contour at typical moment in scenario 1

M11M12 M13 M21M22M23 M31M32M33
Area 1 Area 2 Area 3
1.2 A1-front
K11 K12 K13 K21 K22 K23 K31 K32 K33 1.0 B1-front
A1-back
0.6 K11 M11 B1-back
0.4 Aera 1 K12 M12 0.8
0.2 K13 M13 B1-front A1-front
0 K11 M11 Pressure/MPa 0.6 B1-back A1-back Blast
waves
Pressure/MPa 0.4 0 Aera 2 K12 M12 0.4
0.6
Pier B Pier A
K13
M13
0.2
0.2
0.6
K12
0.4 Aera 3 K11 M11 0
M12
0.2 K13 M13 0 50 100 150 200 250 300
Time/ms
0 50 100 150 200 250 300 Reference line of atmospheric pressure
Time/ms
(a) Pressure on upper and lower surfaces of box girder (b) Pressure on the front and back surfaces of piers A and B
图 12 场景 1 压力时程曲线
Fig. 12 Pressure time histories of scenario 1
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