李选栋，孔令云

（郑州市市政工程勘测设计研究院，河南 郑州 450046）

0 引 言

随着机动车保有量的快速增长，城市跨线桥梁遭受车辆撞击问题日益突出。2019年5月，杭州某过街人行天桥受运输特种装备的大型超高车辆撞击后导致落梁垮塌，带来了较大的经济损失和不良社会影响，为桥梁防撞装置设计与建造敲响了警钟。为降低超高车辆撞击对桥梁上部结构的损伤程度，对跨线桥梁的上部结构设置必要的防护装置是非常必要的。

本文以一座跨径20m的装配式预应力混凝土空心板桥为例，采用有限元数值仿真分析方法，提出了3种典型的上部结构防护装置，并分别建立了超高车辆—被撞桥梁—防护装置耦合模型，分析了超高车辆碰撞作用下防护装置对被撞主梁的防护效果，为今后进一步推广应用进行了探讨。

1 模型建立

1.1 工程概况

算例采用一座单跨20 m装配式预应力混凝土空心板梁桥，桥面全宽8.0 m，由4片中板和2片边板组成（见图1）。空心板高0.9 m，混凝土强度等级为C50，预应力钢筋采用公称直径15.2 mm的高强低松弛钢绞线。

图1 桥梁典型横断面（单位：m）

超高车辆模型采用美国国家碰撞分析中心（NCAC）提供的标准双轴卡车有限元模型，车辆空载时净重6.0 t，车身总长8.54 m，最大宽度2.44 m，车轮轴距为5.29 m（见图2）。此处通过对车辆货物的密度进行修改，使车辆总质量（车身净重与载重之和）为20 t。

图2 超高车辆（单位：m）

1.2 有限元数值模拟

桥梁混凝土强度结构采用连续光滑帽盖模型模拟混凝土的受力行为和损伤特征[1]，预应力钢筋采用公称直径15.2 mm的高强低松弛钢绞线，预应力荷载通过等效降温法进行模拟。……