随着交通运输业的不断发展,跨海、跨江大桥的钢筋混凝土桥墩受船舶撞击的概率大大增加,而对不同纵筋配筋率混凝土桥墩的冲击研究鲜见报道,所以有必要进一步研究。本文以某双柱式圆形桥墩工程桥梁作为试验原型,通过改变桥墩模型纵筋的根数及直径来设置桥墩模型不同的纵筋配筋率,对纵筋为普通钢筋及纵筋为不锈钢钢筋的两组混凝土桥墩分别进行试验研究、和数值模拟,研究配筋率对两组钢筋混凝土桥墩试件的冲击作用、动态响应以及混凝土损伤的影响。旨在对钢筋混凝土桥墩的抗撞击设计和评估提供技术支持,本文主要内容如下:1、对冲击荷载作用下钢筋混凝土结构冲击的理论、试验及数值模拟研究现状进行了分析。冲击试验使用多功能超高落锤冲击试验系统对不同纵筋配筋率的钢筋混凝土桥墩模型进行水平冲击,分别对比在不同冲击能量条件下不同纵筋配筋率纵筋为普通钢筋试件和不锈钢钢筋试件在冲击试验中获取的桥墩试件的冲击力、位移和应变时程曲线。冲击试验结果表明:冲击力峰值、位移峰值、应变峰值与冲击速度相关性近似为一次线性关系。在相同冲击能量作用下,纵筋为普通钢筋的试件,纵筋配筋率在2.77%-4.33%范围内增大,试件冲击力略微增大,平均增大量为4.7%,冲击持时有减小趋势,试件顶端位移平均减小量约为28.1%,3号钢筋应变平均减小量约为25.8%,10号混凝土应变平均减小量约为37.4%。在相同冲击能量作用下,纵筋为不锈钢筋的试件,纵筋配筋率从1.25%增加到2.21%,冲击力峰值平均增加34.70%,试件顶端位移平均减小量约为20.13%,3号钢筋应变平均减小量约为39.63%,10号混凝土应变平均减小量约为12.7%;配筋率从2.21%增加到3.46%,冲击力峰值平均增加19.44%,试件顶端位移平均减小量约为14.32%,3号钢筋应变平均减小量约为27.40%,10号混凝土应变峰值平均减小量为33.9%;不锈钢钢筋试件冲击力峰值,位移峰值、应变峰值随配筋率增大的转折点均在2.21%附近。2、对每次冲击过程完成后裂缝的衍生及发展进行了记录分析,并使用非金属超声波检测仪对损伤前后桥墩试件进行超声检测,获得了损伤前后桥墩试件声学参数的变化情况。通过分析试件裂缝开展情况以及最大主裂缝的宽度发现:在相同冲击能量作用下,纵筋为普通钢筋的试件纵筋配筋率在2.77%-4.33%范围内增大,纵筋为不锈钢钢筋试件纵筋配筋率在1.25%-3.46%范围内增大,可以明显延缓裂缝的衍生和发展,降低裂缝宽度,提升试件抗冲击能力。通过对超声波声速数据的分析,冲击试件超声波平均声速随撞击能量增大而逐渐减小,发现提升试件的纵筋配筋率能有效通过分析试件试件超声波声速的变化,在相同冲击能量作用下,纵筋为普通钢筋的试件纵筋配筋率在2.77%-4.33%范围内增大,试件声速平均减小量约为14.9%,纵筋为不锈钢钢筋的试件纵筋配筋率在1.25%-3.46%范围内增大,件声速平均减小量约为20.3%。随着冲击能量的增大,各冲击试件超声波声速及损伤因子变化规律较为一致,冲击试件超声波平均声速随撞击能量增大而逐渐减小,冲击试件损伤因子随冲击能量增大而增大。两种试件在相同冲击能量冲击下,配筋率在一定范围内增大可以明显减小其损伤因子。3、使用有限元模拟软件DYNA-ANSYS/LS,对不同配筋率的纵筋为普通钢筋及纵筋为不锈钢钢筋的桥墩试件建立了有限元模型。分析了试件的应力云图发现:各模型试件的主要应力变化区域集中在冲击背面底部及冲击点附近,并分别对比分析了两组试件的数值模拟结果和中试验结果,结果表明:冲击力、位移以及钢筋应变时程曲线的模型情况与冲击试验情况较为符合。