桥梁建设

单位：四川省公路规划勘察设计研究院有限公司，四川 成都 610041

关键词：箱梁桥；混凝土梁；高能量落石撞击；撞击响应；损伤；有限元法；抗撞设计

为研究高能量落石撞击混凝土箱梁的响应及损伤，以一高边坡落石撞击匝道混凝土箱梁桥为案例，建立有限元模型，基于非线性显式动力计算，分析落石撞击位置、撞击速度、落石形状、落石表面凹凸及箱梁体积配筋率对高能量落石撞击作用下箱梁撞击响应及损伤的影响。结果表明：落石撞击位置对箱梁撞击响应及箱梁损伤具有显著影响，落石撞击腹板顶时撞击力峰值最大，为撞击翼板和箱室顶的1.11倍，撞击翼板产生的位移峰值最大，为撞击腹板顶的3.76倍、撞击箱室顶的1.21倍；落石撞击箱室顶时，顶板底部出现严重损伤，检测与维修加固时需重视箱内顶板的损伤；撞击力及撞击位移均随撞击速度的增加近似线性增大，撞击损伤随撞击速度的增加而显著增加，落石撞击速度由30 m/s增加到70 m/s，撞击力峰值增加118%~123%，撞击位移峰值增加203%~240%；落石形状对箱梁撞击响应具有显著影响，长方体形落石撞击力明显大于球、椭球形落石，球、椭球形落石会导致更严重的局部凹陷；落石表面凹凸对撞击力有较大影响，撞击力随落石表面凸起接触面的减小而减小，撞击力及撞击位移随着凸起集中而减小；箱梁体积配筋率对撞击位移的影响明显大于对撞击力的影响，增大箱梁体积配筋率能够显著提高箱梁抗落石撞击能力，减小箱梁损伤范围及损伤程度。箱梁抗落石撞击设计时，应合理选择落石形状及落石凹凸情况，适当增加箱梁体积配筋率。

来源：2025年第6期

《桥梁建设》期刊编辑部

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