爆炸荷载在圆截面桥梁墩柱上的分布规律

摘要：墩柱是桥梁结构的主要承载构件,研究爆炸荷载在墩柱上的分布规律是分析爆炸荷载作用下桥梁结构动态响应的前提。以圆截面桥梁墩柱为研究对象,基于LS-DYNA软件建立了桥梁墩柱的有限元模型,综合考虑炸药当量、爆心高度、爆炸距离和墩柱直径等影响因素,基于数值模拟得到爆心高度低于0.3倍墩柱高度,比例距离为0.5~2.1 m/kg1/3和墩柱直径为0.15~1 m时,爆炸荷载冲量沿墩柱高度和横截面方向上的分布。结果表明:沿墩柱高度方向,地面爆炸或爆心高度为0.1倍柱高时,墩柱前表面冲量近似“单线性”分布,当爆心高度距地面0.2和0.3倍柱高时,墩柱前表面冲量近似“双线性”分布;沿横截面方向的平均净冲量与其前表面冲量之比为常数。基于上述爆炸荷载冲量分布规律,进一步提出了爆炸荷载作用在桥梁墩柱上总净冲量的计算方法,从而为桥梁墩柱抗爆响应分析与设计提供一定的理论基础。

关键词：桥梁墩柱 爆炸荷载 圆形截面 分布规律 数值模拟 

单位：陆军工程大学爆炸冲击防灾减灾国家重点实验室; 江苏南京210007; 同济大学结构工程与防灾研究所; 上海200092