橋梁撞擊是影響橋梁建設(shè)和運(yùn)營的一個(gè)關(guān)鍵問題,學(xué)者們對(duì)此進(jìn)行了大量工作,并取得了積極的進(jìn)展。為進(jìn)一步促進(jìn)橋梁撞擊與防護(hù)方面的研究,回顧了2019年橋梁撞擊事件及科學(xué)研究現(xiàn)狀,主要從船撞、落石撞擊、車撞等3方面對(duì)目前研究熱點(diǎn)進(jìn)行簡要?dú)w納總結(jié),并從已有研究的拓展、新材料、新型結(jié)構(gòu)、新的理論方法等方面展望橋梁撞擊災(zāi)變和防控的研究趨勢(shì)。近場(chǎng)動(dòng)力學(xué)研究方法的引入將有助于加深對(duì)碰撞本質(zhì)的認(rèn)識(shí),也將為橋梁撞擊問題分析突破傳統(tǒng)思維瓶頸提供新的路徑。 

【文章來源】：土木與環(huán)境工程學(xué)報(bào)(中英文). 2020,42(05)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：12 頁

【部分圖文】：

速度為1m/s時(shí)正面碰撞沖擊力時(shí)程[22]

西南交通大學(xué)土木工程學(xué)院防護(hù)結(jié)構(gòu)研究中心聯(lián)合四川奧思特邊坡防護(hù)工程有限公司，研制建造了大型專業(yè)落石沖擊試驗(yàn)平臺(tái)（圖2）。余志祥、趙世春課題組基于該平臺(tái)在結(jié)構(gòu)防護(hù)，尤其是柔性防護(hù)系統(tǒng)方面，做了很多有意義的工作。環(huán)形網(wǎng)是被動(dòng)柔性防護(hù)系統(tǒng)中的重要結(jié)構(gòu)單元。趙雅娜等[39]為了建立環(huán)形網(wǎng)的計(jì)算模型，通過柔性被動(dòng)網(wǎng)整體結(jié)構(gòu)的足尺沖擊試驗(yàn)，獲取了環(huán)形攔截網(wǎng)的區(qū)域化變形特征以及網(wǎng)環(huán)的3種典型變形狀態(tài)，建立了分區(qū)等代計(jì)算模型；實(shí)驗(yàn)結(jié)果校驗(yàn)了模型的準(zhǔn)確性。另外，還提出了一種適用于多跨布置式柔性被動(dòng)網(wǎng)結(jié)構(gòu)的數(shù)值計(jì)算方法[40]。劉成清等[41]以實(shí)際被動(dòng)柔性防護(hù)網(wǎng)為原型，基于LS-DYNA分析含減壓環(huán)及不含減壓環(huán)的兩種被動(dòng)柔性防護(hù)網(wǎng)在不同沖擊能量及沖擊位置下的動(dòng)力響應(yīng)；提出的三折線分析模型能夠很好地反映減壓環(huán)荷載位移曲線特點(diǎn)，給出的耗能計(jì)算公式便于減壓環(huán)的設(shè)計(jì)及工程應(yīng)用。李華東等[42]采用LS-DYNA的顯式分析，得到了落石沖擊下被動(dòng)柔性防護(hù)體系的動(dòng)力響應(yīng)時(shí)程，對(duì)比分析了不同運(yùn)動(dòng)模式下的位移、沖擊力、能量變化規(guī)律。以上崩塌落石作用研究主要集中在對(duì)橋梁墩柱以及防護(hù)結(jié)構(gòu)方面，其他的研究還有：陳科宇等[43]考慮了落石沖擊對(duì)車橋的影響，采用Rockfall、LS-DYNA和BANSYS等軟件，依次就落石運(yùn)動(dòng)特性、落石沖擊力計(jì)算以及落石車橋相互作用進(jìn)行了研究。朱俊宇[44]對(duì)連續(xù)梁橋進(jìn)行有限元建模，分析橋面板在不同落石沖擊荷載工況作用下的動(dòng)、靜力響應(yīng)，總結(jié)了動(dòng)力響應(yīng)放大系數(shù)變化規(guī)律并明確了不同截面內(nèi)力響應(yīng)動(dòng)力放大系數(shù)的影響因素。古松等[45]利用落錘試驗(yàn)機(jī)對(duì)6組混凝土板進(jìn)行試驗(yàn)研究，分析了不同沖擊速度、混凝土板強(qiáng)度和長厚比對(duì)混凝土板沖擊破壞效應(yīng)的影響。姚昌榮等[46]綜合考察流變特性、流速、橋墩形狀以及沖擊力的關(guān)系，進(jìn)行了兩種形狀（圓形、方形）的橋墩縮尺模型試驗(yàn)。

因城市快速擴(kuò)張、城市交通迅猛發(fā)展、立交跨線橋梁增多，汽車撞擊問題突出。按車輛高度劃分，可分為超高車輛撞擊和非超高車輛撞擊。非超高車輛的撞擊部位大多是橋墩，如2019年5月15日，104國道東郭段上跨甬金高速一輛集裝箱車撞擊到橋墩，導(dǎo)致東郭立交橋立柱、防震擋塊多處開裂，見圖3。超高車輛的撞擊部位大多是梁跨結(jié)構(gòu)，撞擊導(dǎo)致其垮塌或局部破損。如2019年5月7日，在德國漢諾威，一輛裝載有挖掘機(jī)的平板掛車撞傷了A352公路的一座跨線橋，造成了約30萬歐元損失。2019年5月18日，一輛大貨車因載物超高，碰撞杭州市慶春東路口鋼結(jié)構(gòu)人行過街天橋，導(dǎo)致其東南側(cè)垮塌。2019年7月28日，四川綿陽二環(huán)路八角人行天橋被超高貨車撞擊，造成梁體破損、位移，橋面鋪裝破裂、墩臺(tái)基礎(chǔ)裂縫等病害。目前，針對(duì)車輛撞擊橋墩和橋跨結(jié)構(gòu)的研究也不少。陳林等[47]基于LS-DYNA軟件對(duì)車輛與典型鋼筋混凝土橋墩的碰撞進(jìn)行了非線性有限元模擬，重點(diǎn)考察了不同邊界條件和箍筋直徑的橋墩在車輛撞擊作用下的動(dòng)力響應(yīng)及損傷特征，特別是鋼筋混凝土橋墩的典型破壞形態(tài)。

【參考文獻(xiàn)】：
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