随着我国西南地区交通基础设施建设的迅猛发展,越来越多的桥梁被修建和投入使用。但由于山区边坡地形陡峭、地质岩层复杂,落石灾害频发,对山区公路沿线桥梁构成了巨大的威胁。为研究落石冲击作用下桥梁下部结构的动态响应及损伤机理,为落石灾害防护、损伤评估和灾后修缮提供依据,本文对落石冲击荷载下桥梁下部结构动态响应问题进行了数值模拟研究,主要工作如下:1.首先整理了国内外学者对落石灾害问题的研究,对落石灾害的成因、特性和落石灾害防护方法进行了总结。随后介绍了常见混凝土冲击问题的实验和模拟方法,研究了混凝土在冲击荷载下的破坏机理。2.本文以西南山区一在役桥梁为原型,使用ANSYS Workbench进行有限元建模,使用显示积分求解器LS-DYNA进行数值求解,对落石冲击该桥梁下部结构的双柱式带系梁桥墩过程进行了仿真计算。在模型建立过程中,对材料模型进行了讨论并最终选取了CSCM混凝土本构模型,使用各项关键字定义控制冲击过程中的接触算法和沙漏变形,选取合理的桩-土模型和钢筋混凝土连接耦合方式,从而得到一个计算结果可靠、仿真效果优异的钢筋混凝土墩柱结构模型。3.在计算过程中,通过修改落石冲击的速度、落石冲击的位置、对落石冲击下桥墩结构的损伤、位移、变形进行了分析;通过修改桥墩的结构,对比带系梁与无系梁桥墩结构对落石冲击的动态响应,讨论了系梁对桥墩抵抗落石冲击力的影响。4.结果提取后对桥墩在静力工况下的受力及变形情况进行了分析,对桥墩在落石冲击下产生的各项损伤与动态响应进行了分析讨论。5.结合模拟结果,对落石灾害的防护、损伤修护、损伤评级方法提出了针对性的建议。