胡志堅，劉輝

武漢理工大學(xué)交通學(xué)院，湖北武漢 430063

偶發(fā)爆炸事故、恐襲或戰(zhàn)爭所造成的橋梁爆炸損毀事件正日益增多，橋梁結(jié)構(gòu)抗爆安全性也越來越受到社會關(guān)注。橋梁作為公共交通設(shè)施具有開放性的特點，車載爆炸物可靠近或直接接觸橋梁構(gòu)件，爆炸物發(fā)生爆炸時，橋梁結(jié)構(gòu)構(gòu)件通常直接承受近場爆炸荷載沖擊作用。如何在不顯著增加經(jīng)濟(jì)成本的前提下提升橋梁結(jié)構(gòu)的抗爆能力已逐步成為國內(nèi)外學(xué)者密切關(guān)注的科學(xué)問題之一［1-5］。但現(xiàn)有的橋梁結(jié)構(gòu)抗爆研究尚處于探索階段，往往借鑒建筑工程結(jié)構(gòu)抗爆研究成果，大多是針對個例橋梁建立全橋數(shù)值模型進(jìn)行分析，未充分體現(xiàn)橋梁結(jié)構(gòu)類型及其開放性等特點和橋梁結(jié)構(gòu)受爆損傷破壞機理等，存在橋梁結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)機理不明、爆炸荷載作用規(guī)律不清晰、結(jié)構(gòu)受爆后剩余承載力評估方法不明等不足，所獲取的研究成果也缺少試驗或?qū)崢驍?shù)據(jù)驗證的問題。且，爆炸荷載作用下的破壞機理、動力響應(yīng)等關(guān)鍵問題還有待深入。

本文從荷載壓力場分布、橋梁抗爆動力響應(yīng)、橋梁結(jié)構(gòu)受爆炸荷載作用時的倒塌破壞等方面進(jìn)行總結(jié)，并對荷載場、預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)研究、剩余承載力評估、實橋爆炸試驗、橋梁結(jié)構(gòu)爆炸防護(hù)等領(lǐng)域進(jìn)行了展望，以期為未來開展橋梁抗爆研究提供借鑒。

1 荷載壓力場

根據(jù)爆炸物與構(gòu)件是否接觸，爆炸可為非接觸爆炸（近場爆炸、遠(yuǎn)場爆炸） 和接觸爆炸。近場爆炸時，爆炸沖擊波尚未完全擴散就直接作用在結(jié)構(gòu)或構(gòu)件上，呈現(xiàn)局部性損傷破壞特征；遠(yuǎn)場爆炸時，爆炸荷載在結(jié)構(gòu)不同位置處近似呈均勻分布［4-5］?；诒ㄗ饔脤蛄航Y(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響和橋梁結(jié)構(gòu)開放性特點，目前主要針對近場爆炸和接觸爆炸進(jìn)行研究。

1.1 近場爆炸

1.1.1 橋面爆炸爆心位于橋梁結(jié)構(gòu)上方，屬于自由空氣場中的近場爆炸，分析時可以考慮橋面板的整體受力。婁凡［6］對預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)T 梁進(jìn)行了野外爆炸實驗，獲取了超壓時程曲線和橋面超壓分布等數(shù)據(jù)，所獲得的橋面超壓峰值分布圖如圖1 所示。圖1 中，沿橋梁縱、橫向的爆炸超壓均呈非線性分布，爆心正下方位置的超壓峰值最大，并迅速向四周衰減變化；若保持其比例距離不變而增加炸藥當(dāng)量值，則超壓峰值在爆心正下方處不發(fā)生變化，但超壓值在其它橋面位置都顯著增大；若爆心高度不變，則隨著比例距離減小，爆炸荷載超壓呈急劇上升。

圖1 橋面超壓峰值分布圖［6］Fig. 1 Peak overpressure distribution above deck［6］

實際中，橋面爆炸多由車載炸藥爆炸或易燃易爆?；返纫l(fā)。胡志堅等［4］采用數(shù)值模擬和實橋反演分析相結(jié)合方法，對混凝土梁橋橋面爆炸的壓力場分布規(guī)律進(jìn)行研究。結(jié)果表明：車載爆炸物爆炸時車輛車廂底盤鋼板對爆炸沖擊波發(fā)散產(chǎn)生很明顯的阻擋作用，從而使主梁可能出現(xiàn)彎曲破壞、彎剪破壞、剪切破壞等幾種特征破壞區(qū)域，如圖2所示。

圖2 橋面車載爆炸數(shù)值模擬研究［4］Fig. 2 Numerical simulation of vehicular explosion above bridge deck［4］

1.1.2 橋下爆炸胡志堅等［4］研究了橋下爆炸時混凝土梁橋的梁肋和腹板間的壓力場分布，見圖3。對于T 梁和小箱梁橋面結(jié)構(gòu)，橋下爆炸時爆炸沖擊波在梁肋和腹板間會形成多次反射作用，具有較明顯的密閉空間約束效應(yīng)，并且距離翼板部位越近，爆炸沖擊波的封閉約束效應(yīng)越顯著。

圖3 橋下爆炸數(shù)值模擬研究［4］Fig. 3 Numerical simulation of under-deck explosion［4］

院素靜［7］進(jìn)行了預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)T 梁橋縮尺模型的橋下爆炸現(xiàn)場試驗。研究表明：橋下爆炸自由場超壓、柱身反射超壓、T 梁梁底反射超壓等均呈現(xiàn)多峰值分布特征，地面成坑會使超壓峰值出現(xiàn)明顯下降以及波前到達(dá)時間滯后。沖擊波沿橋墩墩柱產(chǎn)生繞射，實測正壓沿柱高的分布呈現(xiàn)出柱中最短、柱底次之、柱頂最長的規(guī)律。

1.1.3 箱梁內(nèi)爆炸姚術(shù)健等［8］針對汽車炸彈爆炸沖擊作用下的空間桁架體系鋼箱梁，開展了局部破壞效應(yīng)研究。研究表明：爆炸當(dāng)量和爆心位置對結(jié)構(gòu)主要受力體系破壞模式具有重要影響，隨著爆炸當(dāng)量增加，鋼箱梁的破壞參數(shù)增大，鋼箱梁加勁肋對垂直方向的破口開裂發(fā)揮約束作用，爆心位置對橫梁和立柱等重要受力構(gòu)件損毀程度的影響較大。因此，通過增強橋面板、加勁肋、橫梁等主要構(gòu)件間連接，設(shè)置防爆層、合理布置加勁肋以及加強橫梁、立柱等受力構(gòu)件能提高結(jié)構(gòu)的抗爆能力。

余學(xué)林［9］分析了某飛燕式拱橋邊跨主梁砼箱梁在爆炸作用下的局部響應(yīng)，如圖4所示。研究發(fā)現(xiàn)橋面爆炸時爆炸源附近的鋼筋砼箱梁頂板出現(xiàn)了較小的局部破壞；箱梁內(nèi)部爆炸時，因爆炸沖擊波不斷反射疊加影響，箱梁頂板、底板和腹板等局部構(gòu)件均出現(xiàn)較大破壞，其破壞程度遠(yuǎn)大于箱梁外部爆炸。

圖4 箱梁內(nèi)部爆炸作用下的效應(yīng)研究［9］Fig. 4 Reponse of box girder under inner blast［9］

1.2 接觸爆炸

宗周紅等［10］開展了接觸爆炸荷載作用下RC橋墩的抗爆性能研究試驗。發(fā)現(xiàn)：在炸藥接觸位置的RC 橋墩墩柱極易產(chǎn)生較嚴(yán)重的局部損傷破壞，呈沖切破壞模式；柱身產(chǎn)生較多橫向貫穿裂縫，說明墩柱的整體動力響應(yīng)不能忽略。Yuan等［11］對接觸爆炸荷載作用下的RC 橋梁墩柱（圓形和方形截面） 進(jìn)行了數(shù)值計算，并開展了縮尺模型爆炸試驗研究。試驗表明：爆心高度附近的橋墩墩柱迎爆面及側(cè)面混凝土表面均出現(xiàn)一定程度的損傷破壞，背爆面混凝土表面基本完好無損；方形截面墩柱較圓形截面墩柱受爆破壞更嚴(yán)重。

2 橋梁抗爆動力響應(yīng)

2.1 橋梁結(jié)構(gòu)整體抗爆研究現(xiàn)狀

胡志堅等［4］研究了實橋爆炸對橋梁結(jié)構(gòu)的損傷破壞情況，探討研究了混凝土梁橋在爆炸荷載作用下的破壞機制；Wang等［12］根據(jù)炸藥當(dāng)量工程等效開展了炸后義昌大橋的數(shù)值模擬，分析了結(jié)構(gòu)的抗爆能力與破壞原因；Hu等［13］結(jié)合實橋橋面爆炸分析提出了有效爆炸區(qū)的概念。

王向陽等［14］采用數(shù)值模擬方法對混凝土連續(xù)梁橋在爆炸沖擊作用下的破壞機理進(jìn)行了研究。結(jié)果表明：橋面上方爆炸時，在裝藥量和比例距離不變的情況下，炸藥布設(shè)在中跨跨中位置時，橋梁結(jié)構(gòu)受爆后損傷破壞程度最嚴(yán)重。爆心位置在箱梁內(nèi)部時，在裝藥量相同情況下，箱梁內(nèi)爆炸對梁橋造成的破壞最為嚴(yán)重，爆心附近的箱梁構(gòu)件被完全擊穿破壞，并形成巨大空洞。

李揚［15］分析了某斜拉橋在爆點位置不同時主塔、斜拉索以及主梁的動力響應(yīng)。結(jié)果表明：在橋面車載爆炸時，橋梁破壞模式表現(xiàn)為爆點附近的構(gòu)件局部破壞形態(tài)，其余區(qū)域構(gòu)件尚處于彈性階段，結(jié)構(gòu)未出現(xiàn)整體性倒塌；結(jié)構(gòu)振動主要由沖擊波作用方向的第一階振型主導(dǎo)控制；索塔在爆炸沖擊作用下動力響應(yīng)表現(xiàn)為向爆點方向縱向飄移，索塔的縱飄程度與爆點位置密切相關(guān)，且爆點位于主跨跨中時較邊跨跨中爆炸時縱飄更大；相對其他斜拉索，近索塔和爆點附近的斜拉索受爆后更容易失效，如圖5所示。

圖5 斜拉橋主跨跨中爆炸應(yīng)力云圖［15］Fig. 5 Stress contour of cable-stayed bridge under mid-span blast［15］

2.2 橋梁結(jié)構(gòu)受橋面爆炸時的動力響應(yīng)

2.2.1 梁式結(jié)構(gòu)抗爆研究梁式結(jié)構(gòu)是現(xiàn)代橋梁中廣泛采用的上部結(jié)構(gòu)形式，主要包括鋼筋混凝土梁、預(yù)應(yīng)力混凝土梁和鋼箱梁等形式。

（1） 普通鋼筋砼主梁。鋼筋砼主梁在我國中小跨徑橋梁中廣泛使用。張媛媛［16］和焦延平［17］等采用ANSYS 數(shù)值模擬分析了鋼筋砼梁爆炸荷載作用下的動力響應(yīng)；劉超［18］對爆炸荷載作用下不同配筋率（配箍率）、比例距離、防護(hù)構(gòu)件及不同截面類型等情況下鋼筋砼梁抗爆性能及破壞模式進(jìn)行研究。結(jié)果表明：當(dāng)裝藥量或爆心距離不變時，隨著比例距離越小，梁體破壞損傷程度越嚴(yán)重。同時，減小主梁配筋率，其破壞模式由彎曲破壞向彎剪破壞轉(zhuǎn)變。而比例距離較小時，通過增大主梁配箍率能顯著提高梁體的抗爆性能。

李猛深等［19］利用模爆器開展了RC 簡支試驗梁的爆炸荷載試驗，研究了RC 簡支梁的變形破壞特征，并提出了RC 簡支梁的分離式有限元模型；利用LS-DYNA 分析了實驗過程以及誤差產(chǎn)生的原因，得到了爆炸沖擊作用下RC 簡支梁的損傷機理和破壞特征。此外，F(xiàn)oglar 等［20］開展了HPFRC 和UHPFRC橋面的抗爆性能試驗。

（2） 預(yù)應(yīng)力砼主梁。陳力、方秦［21］和李營等［22］給出了爆炸荷載作用下體外預(yù)應(yīng)力梁體的動抗力分析方法；Shiravand［23］基于數(shù)值模擬開展了后張預(yù)應(yīng)力混凝土T構(gòu)梁體的抗爆研究，給出了結(jié)構(gòu)的破壞過程，但未深入研究預(yù)應(yīng)力效應(yīng)的變化規(guī)律。

胡志堅等［24］開展了不同炸藥條件、不同爆心位置和不同預(yù)應(yīng)力度條件下的預(yù)應(yīng)力砼梁體結(jié)構(gòu)的抗爆研究，如圖6 所示。研究表明：炸藥當(dāng)量不同，梁體的破壞模式也隨之發(fā)生改變：小當(dāng)量炸藥爆炸時梁體構(gòu)件受力模式為受彎，逐步增大炸藥當(dāng)量值，迎爆面梁體混凝土發(fā)生壓潰破壞，并使混凝土剝離面積和破壞深度逐步增大，梁體最終由塑性破壞轉(zhuǎn)為脆性斷裂；中等炸藥當(dāng)量條件下，在梁上方發(fā)生爆炸時，按抗彎承載能力要求設(shè)置的預(yù)應(yīng)力鋼束能適度增強梁體抗爆能力；當(dāng)梁下爆炸時，梁體抗爆能力因預(yù)應(yīng)力效應(yīng)的不利疊加而顯著降低；炸藥當(dāng)量相同情況下，沿主梁縱向不同爆心位置，跨中爆炸時梁體受力最為不利；爆點位于支座處梁體上方時，主梁動力響應(yīng)和損傷程度較??；炸藥當(dāng)量相同情況下，改變爆心相對梁體豎向位置將引起梁體破壞模式的變化。

圖6 爆炸荷載作用下預(yù)應(yīng)力混凝土梁體抗爆分析［24］Fig. 6 Anti-blast analysis of prestressed concrete girder under blast loads［24］

基于縮尺模型爆炸試驗，婁凡［6］研究了橋上爆炸沖擊作用下預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)T 梁的破壞模式、動力響應(yīng)及相關(guān)影響因素。研究表明：跨中橋面上方發(fā)生爆炸時，T 梁橋面的破壞形態(tài)屬局部沖切破壞，橋面板出現(xiàn)破碎開洞，頂?shù)?、腹板、T 梁底混凝土崩落，且距離爆心位置較近的T 梁損傷較嚴(yán)重；墩頂處（支點）橋面上方發(fā)生爆炸時，在類似小型客車滿載爆炸物的爆炸當(dāng)量作用下，T 梁橋橋面未出現(xiàn)嚴(yán)重毀傷。

（3） 鋼箱梁。基于多物質(zhì)流固耦合理論，胡志堅等［25］研究了爆炸沖擊作用下鋼箱梁的動力響應(yīng)及損傷破壞模式，分析了TNT 當(dāng)量、鋼板板厚、加勁肋布置形式等因素對鋼箱梁抗爆性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)：爆炸荷載作用下，鋼箱梁構(gòu)件破壞形態(tài)主要有破裂開口和塑性變形；鋼箱梁頂板被爆炸沖擊波破壞后，箱內(nèi)加勁肋對沖擊波傳播產(chǎn)生較明顯的阻擋效應(yīng)；同時沖擊波在翼板處狹小的空間內(nèi)發(fā)生了明顯封閉效應(yīng)。綜合考慮橋面鋪裝、箱梁抗爆性能和經(jīng)濟(jì)性等因素，推薦最優(yōu)的頂板板厚為20 mm；若將加勁肋和頂板視為一個熔斷體系，充分利用加勁肋和頂板間剛度差異，可將梁體破損范圍限定在兩加勁肋之間的區(qū)域。

蔣志剛等［26］對鋼箱梁在汽車炸彈橋面爆炸沖擊波作用下的局部損傷破壞模式進(jìn)行研究。研究表明：鋼箱梁受爆后呈兩種局部破壞模式。第一、橋面板和箱梁底板均破口，底板發(fā)生局部塑性大變形，而橋面板出現(xiàn)破口；第二、隔板的主要破壞模式為彎曲塑性大變形和破口兩種。隨著爆炸當(dāng)量的增加，破壞參數(shù)呈非線性增加；沖擊波對底板、隔板的沖擊作用相對較小，頂板破片的沖擊作用使隔板和底板產(chǎn)生局部塑性大變形和破口。

2.2.2 纜索橋梁纜索承重橋梁跨徑大，為跨越江河、峽谷等障礙而設(shè)置，是各地重要交通通道上的控制性結(jié)構(gòu)物，其安全性尤為重要。

王赟等［27］和蔣志剛等［28］考慮可能遭受的導(dǎo)彈爆炸威脅，以大跨懸索橋-潤揚大橋為研究對象，研究了大跨度錨式懸索橋的豎向彎曲振動響應(yīng)。研究表明：懸索橋的豎向彎曲振動響應(yīng)過程可劃分為兩階段：穩(wěn)態(tài)和非穩(wěn)態(tài)，各構(gòu)件的最大內(nèi)力值均出現(xiàn)在非穩(wěn)態(tài)階段；懸索橋變形由局部逐步發(fā)展到整體；不同的爆心水平位置，對吊桿和加勁梁最大內(nèi)力產(chǎn)生很大影響，但對主索最大內(nèi)力的影響較??；爆心位于跨端上空時，為加勁梁的最不利荷載位置，而吊桿的最不利荷載作用位置為跨中上空。

鄧榮兵等［29］對爆炸沖擊作用下某斜拉橋的動力響應(yīng)進(jìn)行數(shù)值模擬分析研究，分析了橋墩、塔柱、加勁梁等主要構(gòu)件的局部破壞模式。張濤等［30］對某斜拉橋建立了全橋單主梁分析模型、混凝土箱梁和鋼箱梁局部分析模型，對不同爆炸當(dāng)量的爆炸沖擊波對主梁的損傷進(jìn)行分析，并對斜拉索動力響應(yīng)進(jìn)行分析。胡志堅等［31］研究了爆炸沖擊作用下大跨度雙主梁混凝土斜拉橋的損傷模式和動力響應(yīng)。結(jié)果表明：在爆炸荷載作用下拉索直接發(fā)生破壞的風(fēng)險較小，僅在偏載作用時靠近爆點的拉索存在斷索風(fēng)險；混凝土主梁的局部破壞模式取決于爆炸當(dāng)量和爆心位置；爆心位置不變時，隨著逐步增大炸藥當(dāng)量，其破壞模式由彎曲破壞轉(zhuǎn)變?yōu)橹奔羝茐模幌淞罕№敯灞粨舸┢茐暮?，箱室?nèi)能量耗散較困難，爆炸沖擊波在箱室內(nèi)傳播存在約束效應(yīng)而產(chǎn)生更嚴(yán)重破壞。

2.3 橋墩在橋下爆炸時的動力響應(yīng)

Fujikura 等［2］研究了縮尺比例為1/4 的多柱式鋼管砼圓柱排架墩的抗爆性能。同時，按照現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范設(shè)計開展了多柱式排架墩的抗爆性能實驗，包括外加鋼板的無延性RC 墩柱和有延性的RC 墩柱2 種類型。研究表明：在爆炸荷載作用下，兩種RC 墩柱均未表現(xiàn)出延性，同時基底均出現(xiàn)剪切破壞現(xiàn)象。孫珊珊等［32］將實驗和多物質(zhì)耦合理論相結(jié)合，開展了鋼管混凝土墩柱的破壞形態(tài)與動力響應(yīng)研究。Kyei 等［33］研究了爆炸作用下橫向鋼筋間距對橋梁墩柱的抗爆性能影響。

Williams 等［34］開展了RC 橋墩縮尺模型的抗爆試驗研究，并采用數(shù)值方法進(jìn)一步研究了試驗中出現(xiàn)的墩柱側(cè)面砼保護(hù)層剝落現(xiàn)象，再現(xiàn)試驗中觀察到的構(gòu)件行為，揭示了細(xì)長RC 柱受爆后砼保護(hù)層剝落的損傷機理。

Echevarria 等［35］對FRP 約束混凝土橋墩和普通鋼筋混凝土橋墩進(jìn)行了爆炸試驗研究，以及受損墩柱的剩余承載力測試分析。研究表明：損傷后的CFFT墩柱較普通鋼筋砼墩柱強度更高、延性更好。

Liu 等［36］利用簡化的爆炸荷載加載方法開展多柱式排架墩的模擬分析研究。研究表明：通過簡化爆炸荷載作用可以重現(xiàn)典型橋梁的損傷破壞機理，但此方法可能低估了爆炸荷載的作用效應(yīng)；同時加強墩柱箍筋配筋可提高橋梁結(jié)構(gòu)的抗爆能力。

吳亮［37］等以獨柱式橋墩為研究對象，對近場爆炸下墩柱橫截面形式（圓柱墩和方形墩）、配筋方式、爆心高度等相關(guān)參數(shù)對抗爆性能的影響及混凝土橋墩的破壞模式進(jìn)行研究。結(jié)果表明：各相同條件下，圓柱墩的抗爆能力較方形墩更優(yōu)；通過增設(shè)墩柱縱向主筋能改變墩柱受爆后的破壞模式，縱向主筋為墩柱底部提供抗剪能力，而墩柱箍筋提供的抗爆能力有限；地基對墩柱底發(fā)揮明顯約束作用，墩柱混凝土剝落面積隨爆心位置提高而逐步擴大。

考慮初始預(yù)應(yīng)力水平、節(jié)段長細(xì)比及橋墩體系等因素，楊旭等［38］開展了爆炸沖擊作用下預(yù)制節(jié)段拼裝橋墩的動態(tài)響應(yīng)與損傷研究。研究表明：隨著墩身節(jié)段長細(xì)比的減小，節(jié)段拼裝墩身由剪切破壞形態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣?jié)段間發(fā)生相對位移，并使得墩柱的整體側(cè)向位移減小；而增加墩身初始預(yù)應(yīng)力水平能有效提高其抗爆能力。

3 橋梁結(jié)構(gòu)受爆時的倒塌破壞

亓興軍和劉青［3］利用數(shù)值計算方法對爆炸沖擊作用下彎橋橋墩受爆后的倒塌破壞模式進(jìn)行研究。結(jié)果表明：彎橋會出現(xiàn)橋墩破壞、支座位置梁底破壞、梁體下?lián)?、主梁梁端墜梁、主梁懸臂根部折斷破壞等破壞模式；隨著彎橋中間單柱墩被起爆破壞，橋梁因自重作用出現(xiàn)倒塌；支座破壞可能會使主梁發(fā)生落梁。

院素靜［7］采用理論分析和試驗相結(jié)合的方法，研究了預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的破壞模式和整體倒塌機理，如圖7所示。研究表明：在接觸爆炸下橋墩底部主要呈現(xiàn)局部沖剪破壞模式，墩柱的毀傷程度與軸力大小有關(guān)；而在接觸爆炸下雙柱墩墩底因被炸穿而失去大部分承載能力后，即使沒有外力作用，試驗橋也會因自重作用發(fā)生破壞倒塌。模型橋分階段的破壞倒塌重現(xiàn)試驗中，中墩墩頂處現(xiàn)澆段兩側(cè)的主梁混凝土產(chǎn)生拉裂現(xiàn)象。針對負(fù)彎矩鋼束，中墩墩頂位置鋼束拉力呈明顯減小趨勢，其它位置鋼束拉力未出現(xiàn)明顯變化；而正彎矩預(yù)應(yīng)力鋼束，近跨中位置鋼束拉力呈增大趨勢，近錨固端的鋼束拉力呈下降趨勢。

圖7 墩柱破壞現(xiàn)象數(shù)值模擬與試驗結(jié)果［7］Fig. 7 Simulation analysis and test results of pier damage ［7］

夏曉光等［39］采用數(shù)值模擬方法對爆炸沖擊作用下高架橋的動力響應(yīng)以及倒塌過程進(jìn)行研究。研究表明：當(dāng)小型（車載爆炸物TNT當(dāng)量227 kg）及中型（車載爆炸物TNT當(dāng)量454 kg）轎車行駛在橋墩處發(fā)生爆炸，橋墩僅發(fā)生輕微損傷破壞，橋梁整體處于穩(wěn)定狀態(tài)；當(dāng)面包車（車載爆炸物TNT 當(dāng)量1 814 kg）行駛在橋墩處發(fā)生爆炸，橋墩發(fā)生嚴(yán)重?fù)p毀并喪失承載力，引起橋梁結(jié)構(gòu)倒塌破壞；當(dāng)小型及中型轎車在橋面上發(fā)生爆炸時，爆炸沖擊作用下主梁出現(xiàn)局部損傷破壞；當(dāng)面包車在橋面發(fā)生爆炸時，主梁會由局部破壞而形成整跨斷裂破壞，但橋梁未出現(xiàn)倒塌現(xiàn)象。

陳華燕等［40］對連續(xù)剛構(gòu)橋結(jié)構(gòu)在爆炸荷載下的動態(tài)響應(yīng)以及損毀過程進(jìn)行數(shù)值分析，并對橋梁結(jié)構(gòu)受爆后的整體坍塌過程進(jìn)行模擬。研究表明：連續(xù)剛構(gòu)橋在爆炸荷載下呈局部破壞形態(tài)，橋梁關(guān)鍵構(gòu)件出現(xiàn)局部破壞后，橋梁結(jié)構(gòu)因自重作用而發(fā)生整體坍塌破壞。

4 展 望

由于爆炸事件的突發(fā)性和爆炸荷載的不確定性，仍然有許多問題有待進(jìn)一步研究。未來，有關(guān)橋梁抗爆的研究方向為：

1） 荷載壓力場研究。當(dāng)前橋梁結(jié)構(gòu)抗爆研究常以特定橋梁為背景，對橋梁結(jié)構(gòu)特性與超壓分布分析還很不夠。特別是汽車裝載物所引起的近場爆炸，數(shù)值模擬很少考慮車體鋼板對沖擊波超壓峰值的消峰與延時作用，與實測結(jié)果存在明顯差異［13］，研究結(jié)果推廣性不強。因此，還需開展近場爆炸時橋梁的非線性動力仿真，研究爆炸荷載在橋梁域內(nèi)的傳播規(guī)律。根據(jù)不同爆心位置、不同藥量（炸藥當(dāng)量及比例距離） 等條件研究近場爆炸沖擊波壓力場、以及車體鋼板對超壓的消峰與反射作用，確定近場爆炸時橋梁域內(nèi)車載爆炸荷載的超壓及沖量分布。

2） 預(yù)應(yīng)力作用效應(yīng)研究?，F(xiàn)有橋梁抗爆研究成果主要針對RC 構(gòu)件，對預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁受近場爆炸作用的動力響應(yīng)研究還明顯不夠。現(xiàn)有預(yù)應(yīng)力筋的布置主要考慮承受橋梁豎向恒載、活載效應(yīng)，未考慮橋下爆炸時的反向荷載作用。未來應(yīng)通過爆炸荷載模擬，開展預(yù)應(yīng)力筋的應(yīng)力增量規(guī)律和局部粘結(jié)失效規(guī)律研究，明確預(yù)應(yīng)力效應(yīng)在不同爆心位置、不同炸藥當(dāng)量等條件下的變化規(guī)律，以及局部慣性效應(yīng)對結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力效應(yīng)的影響。

3） 建立近場爆炸時結(jié)構(gòu)損傷與梁體抗力之間的內(nèi)在聯(lián)系。瞬態(tài)高載作用下材料的應(yīng)變率效應(yīng)和結(jié)構(gòu)塑性鉸的移行特點等決定了近場爆炸時梁體的抗力機理與靜載條件下明顯不同。結(jié)合材料應(yīng)變率本構(gòu)模型和移行鉸理論，開展梁體動力響應(yīng)機理與抗力研究；建立橋梁的動抗力模型，揭示截面損失率和局部粘結(jié)失效等關(guān)鍵損傷參數(shù)與梁體剩余承載力之間的內(nèi)在聯(lián)系；從預(yù)應(yīng)力效應(yīng)、破損程度（截面損失率）、撓度等角度研究橋下爆炸時梁體的動力失效模式與剩余承載力，也是未來的方向之一。

4） 現(xiàn)有橋梁抗爆研究試驗局限于縮尺模型試驗，還需依托既有橋梁改建工程、開展實橋爆炸試驗。同時，采用數(shù)值反演、模型試驗、參數(shù)化分析相結(jié)合的方法對不同橋型結(jié)構(gòu)的抗爆能力及其防護(hù)設(shè)計進(jìn)行研究。最后，結(jié)合實橋爆炸試驗研究成果，提出橋梁抗爆設(shè)計方案、應(yīng)急搶修方案等，以期為不同橋型的抗爆設(shè)計指南或規(guī)范的編制提供指導(dǎo)。特別是，研究制定出應(yīng)對恐怖襲擊、交通運輸意外爆炸事故的應(yīng)急預(yù)案。