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落石撞击棚洞的冲击力公式已较为成熟，但落石撞击桥墩的冲击力公式研究较少。基于Hertz弹性碰撞理论和Thornton弹塑性假设，通过速度恢复系数引入落石反弹计算项，建立了落石撞击桥墩的力学计算模型，推导了落石撞击桥墩的弹性和弹塑性冲击力表达式，并讨论了落石的冲击速度、冲击角度及半径对冲击力的影响；建立落石-桥墩有限元模型，将数值模拟得到的弹性与弹塑性冲击力与理论值进行对比。结果表明：落石弹性冲击力结果偏大，考虑材料弹塑性的冲击力表达式更符合工程实际。实例结果显示弹塑性冲击力仅为Hertz弹性冲击力的21.58%；落石冲击力随着冲击速度和半径的增大而递增，随着冲击角度的增加而递减；在进行桥墩防撞设计时，应充分调研落石等效半径的分布情况，可在碰撞区铺设一定厚度的低强度混凝土；用弹塑性冲击力理论公式进行设防时，建议引入落石弹塑性冲击力折减系数，其值可取0.6~0.8。

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《基于Hertz理论的落石撞击桥墩冲击力计算公式及参数研究》

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文件号：250535

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