Page 136 - 《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

文献 [14, 36-37]，汶川地震后桥梁出现的典型破坏特征包括路面拱起、梁体弯曲开裂、跨中梁体弯曲折
断、挡块剪切破坏、桥墩倾斜、桥墩混凝土开裂剥落和内部钢筋暴露屈服等。通过图 16 的破坏模式对
比可以发现，在整体性荷载作用下，桥梁结构在宏观破坏形态上表现出一定的相似性。
3.3 冲击角度的影响

3.3.1 响应和破坏特征
选取表 2 中的场景 2、场景 5 和场景 6（冲击角度分别为 0°、30°和 60°，下文分别简称 0°冲击、30°冲击
和 60°冲击）进行对比分析，以探讨冲击角度的变化对连续梁桥结构响应及破坏模式的影响。图 17 为 3 种
冲击角度下关键测点的位移时程曲线，其中，v 方向为桥面沿车道方向，在 0°冲击中 v 方向与 y 方向重合。
对于上部结构，根据第 3.1 节的响应分析可知，箱梁在 u 方向上的空间几何特征是导致其上下表面产生压
力差并引起箱梁抬升的重要因素。随着冲击角度的增大，u 方向上的冲击波荷载分量减小，箱梁在 z 方向
上所受压力差相应降低；同时，由于箱梁截断处周期性边界的约束，导致荷载在 v 方向上引起的抬升位移
较小。因此，箱梁的抬升高度及其持续抬升时间均随角度的增大而减小，如图 17(a) 所示。并且，上部结
构的最大抬升高度影响其下落时的碰撞速度，进而导致现浇湿接头与箱梁跨中发生不同程度的损伤。

500 450 0°, A2 30°, A2 60°, A2
0°, S 120 0°, A2 30°, A2 60°, A2 400
400 30°, S 100 0°, B2 30°, B2 60°, B2 350 0°, B2 30°, B2 60°, B2
z-displacement/mm 200 |v-displacement|/mm 80 Total displacement/mm 250
60°, S
300
300
200
60
100
150
40
50
482 ms
−100 0 566 ms 20 100 0
349 ms
−200 0 −50
0 500 1 000 1 500 2 000 0 500 1 000 1 500 2 000 0 500 1 000 1 500 2 000
Time/ms Time/ms Time/ms
(a) z-displacement of bridge deck (b) v-displacement of the front pier (absolute value) (c) Total displacement of the front pier
图 17 桥墩和桥面测点位移时程曲线
Fig. 17 Displacement histories of measurement points on piers and bridge deck
对于下部结构，0°冲击与斜冲击作用下桥墩沿 v 方向的位移响应具有显著差异。图 18 展示了 3 种
冲击角度下盖梁两侧的空气压力曲线，可见随着角度的增大，盖梁对应测点间的压力差增大，对下部结
0.6 0° P0-A P0-a Wave-front

Pressure/MPa 0.4 P0-B P0-b u P0-C P0-B P0-A Substructure
P0-c P0-b P0-a
P0-c
P0-C
0.2
v
0 Pressure/MPa
0.6 30° P30-A P30-a P30-a 0.40
0.37
Pressure/MPa 0.4 P30-B P30-b P30-c P30-b v P30-B 0.34
P30-A
0.31
P30-c
P30-C
0.28
0.2
0.25
P30-C
0 u 0.22
0.19
0.6 60° P60-A P60-a P60-a 0.16
Pressure/MPa 0.4 P60-B P60-b P60-c P60-C P60-A 0.10
0.13
P60-b
P60-C
P60-c
P60-B
0.2
v
0 50 100 150 200 250 300 u
Time/ms
Reference line of atmospheric pressure
图 18 不同角度下盖梁侧面压力分布
Fig. 18 Pressure distribution on the sides of bent caps under different impact angles
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