驳船撞击作用下双柱式桥梁的动力行为分析

桥梁结构在其服役期内可能受到偶然性船舶撞击的威胁。针对双柱式桥梁在驳船撞击作用下的动态响应和损伤破坏,开展了下部结构缩比模型试验和数值仿真研究。分别进行了1∶5缩尺驳船船艏和刚性体侧向撞击双柱式桥墩(double-column RC bridge pier,DCBP)模型试验,获取了撞击力时程、船艏压溃深度和桥墩的动力行为;基于LS-DYNA有限元分析软件,开展试验的数值仿真,通过对比预测结果与试验数据,验证了采用的数值模拟方法、材料模型和参数的适用性;分别建立了精细化和简化的原型驳船-桥梁撞击有限元模型,对比验证了采用纤维梁单元表征桩的简化模型的可靠性,并对驳船-桥梁撞击过程,以及驳船质量、撞击速度和角度对桥梁动力行为的影响进行了讨论。结果表明:相同撞击能量下,撞击速度对驳船船艏的永久压溃深度影响更为显著;撞击角度对撞击持时和桥梁动力行为影响更大,增加了桥梁整体倒塌风险。该研究可为双柱式桥梁抗驳船撞击评估与设计提供一定参考。