Page 283 - 《振动工程学报》2026年第3期

第 3 期 张 金，等： 落石撞击下 RC 墩的动态分析及防护 883

evaluation of a steel-sand protective structure［J］. Struc⁃
5 结 论 tures， 2023， 47：607-624.
［3］ ZHANG J F， WANG R， HAN W S， et al. A compre⁃
本文对 RC 墩在落石撞击下的动力行为和损伤 hensive approach for bridge performance evaluation un⁃
der rockfall impact integrated with geological hazard
机制进行了数值研究，并基于 RC 墩的损伤机制，提
analysis［J］. Engineering Failure Analysis， 2022，141：
出了不同的防护措施。研究成果揭示了 RC 墩在不
106668.
同撞击条件下的破坏模式与演化规律，可为实际落
［4］ HE S M， YAN S X， DENG Y， et al. Impact protec⁃
石灾害的工程防护与抗撞设计提供重要的理论参
tion of bridge piers against rockfall［J］. Bulletin of Engi⁃
考。综合本文结果，可以得出以下结论：
neering Geology and the Environment， 2019，78（4）：
（1）在落石撞击下，RC 墩的应力先呈现蝴蝶状 2671-2680.
向 RC 墩的两侧扩散，随后向墩顶传播，且撞击点的 ［5］ ZHAO W C， FENG H D， YE J H， et al. Dynamic re⁃
位移和撞击截面的弯矩为全墩最大。 sponses and damage behavior of hollow RC piers
（2）增加撞击速度、落石质量会使得撞击力、被 against rockfall impact［J］. Thin-Walled Structures， 2023，
撞击 RC 墩的墩顶位移显著增加，且由于剪切应力 187： 110771.
增大，撞击位置与墩底之间的部位容易发生明显的 ［6］ LIANG F Y， LIANG X， WANG C. Simplified added-
剪切损伤。此外，随着撞击速度与落石质量的增加， mass model for evaluating the response of rectangular
撞击位置处混凝土完全破坏，并伴随着墩顶横梁的 hollow bridge piers under earthquakes［J］. Journal of
Bridge Engineering， 2021，26（10）： 04021076.
断裂。
［7］ LIANG X， DU C Y， ZHAO B， et al. Performance of
（3）增加配筋率及减小箍筋间距对 RC 墩损伤
circular hollow concrete columns with a single layer of
的影响效果显著，但撞击速度较大时，会发生撞击部
transverse reinforcement［J］. Structures， 2021， 32：15-
位和 RC 墩底部混凝土的严重脱落，使得 RC 墩发生
27.
严重损伤。
［8］ YE X D， FAN W， SHA Y Y， et al. Fluid-structure in⁃
（4）钢板防护在落石撞击防护中效果显著，在较 teraction analysis of oblique ship-bridge collisions［J］.
大撞击速度作用下，也不会出现大面积混凝土脱落， Engineering Structures， 2023， 274： 115129.
但当钢板较薄且撞击速度较大时，容易出现穿透现 ［9］ ZHAO W C， YE J H， QIAN J， et al. Safety assess⁃
象。且不同防护厚度下，撞击点的位移基本相同。 ment of existing RC bridge piers subjected to vehicle im⁃
此外，RC 墩撞击部位会出现永久性的混凝土破坏 pact［J］. Structures， 2022，45： 1062-1075.
现象。 ［10］ CHEN L， WU H， FANG Q， et al. Full-scale experi⁃
（5）钢壳橡胶复合防护对不同撞击速度的落石 mental study of a reinforced concrete bridge pier under
防护效果显著，且随着橡胶厚度的增加，防护装置的 truck collision［J］. Journal of Bridge Engineering， 2021，
26（8）： 05021008.
凹陷深度及撞击坑面积峰值均增大，说明防护装置
［11］ SONG Y C， WANG J J， HAN Q. A simplified model
吸 收 的 动 能 也 逐 渐 增 大 ，对 RC 墩 的 防 护 也 越 强 。
of impact force time-history for bridge pier-barge colli⁃
此外，撞击点位移随时间波动，这说明撞击点混凝土
sion［J］. Ocean Engineering， 2022，264： 112464.
处于弹性状态，不会出现混凝土永久性损伤。因此，
［12］ GHOLIPOUR G， BILLAH A M， MOUSAVI A A.
钢壳橡胶防护装置适用于落石灾害多发区域。
Finite element-based reliability analysis of RC bridge
值得注意的是，本文未考虑落石的转动速度、几
piers subjected to the combination of barge impact and
何形状及山地条件等对 RC 墩动态响应的影响，将 blast loads［J］. Ocean Engineering， 2022， 264：112543.
在后续研究中进一步完善。 ［13］ LI N， JIN Z Q， LONG G C， et al. Impact resistance of
steel fiber- reinforced self-compacting concrete （SCC）
参考文献: at high strain rates［J］. Journal of Building Engineering，

2021，38：102212.
［1］ XIE R H， FAN W， LIU B， et al. Dynamic behavior ［14］ XU S C， LIU Z X， LI J， et al. Dynamic behaviors of
and vulnerability analysis of bridge columns with differ⁃ reinforced NSC and UHPC columns protected by alumi⁃
ent cross-sectional shapes under rockfall impacts［J］. num foam layer against low-velocity impact［J］. Journal
Structures， 2020，26：471-486. of Building Engineering， 2021， 34： 101910.
［2］ ZHONG H Q， HAO C R， YU Z X， et al. Damage as⁃ ［15］ WAN Y L， ZHU L， FANG H， et al. Experimental
sessment of RC bridge piers under rockfall impact and testing and numerical simulations of ship impact on axi⁃