滚石作用下混凝土连续钢构桥动力响应分析

刘卫国，曾祥国，陈华燕，廖 异，吕大立

(四川大学建筑与环境学院，四川成都610065)

近年来，随着高速物体撞击桥梁并导致其损毁的事故不断增加，人们不得不对桥梁在冲击载荷作用下的动态响应和失效过程进行定量的研究，并在此基础上对桥梁的状态进行安全性评估。王君杰、陈诚[1]对一艘万吨级的散货船与桥墩的碰撞过程进行了仿真，给出了船舶与桥墩的碰撞力时程以及桥墩损伤形态。贾莉、王林[2]应用非线性有限元分析软件MSC/Dytran对质量为5 000 t，航速为5 m/s的船舶刚性撞头正撞某桥承台的碰撞过程进行了仿真计算，得到了桥梁结构损伤情况以及桥墩、桩基础内部应力分布与变化情况。目前的研究工作主要集中在人为主动撞击桥梁的动态仿真分析，然而对于像滚石这类地质灾害现象造成工程结构的动态损毁现象的研究集中在定性描述和滚石运动规律的研究[3－11]。文献[12]和文献[13]利用 LS－DYNA对滚石冲击荷载作用下埋地输气管道的动力响应问题进行了数值模拟，获得了一些有意义的结果。然而定量研究滚石冲击作用下桥梁动态损毁过程数值仿真的工作较少。滚石是我国山区常发生的一种自然灾害，特别是西部山区交通干线、输油(气)管线沿线、山区城镇、输变电线路、水电站场址、大型桥梁等地随处可见，分布范围极广，发生突然、频率高，防不胜防，对其危害范围内的各种构筑物、人类活动构成了严重的威胁。如图1所示，2010年7月25日清晨，汶川县国道213线都汶路44 km+200处彻底关大桥桥墩被滚石砸断的现场。……