考虑性能退化的V腿连续梁桥地震易损性及风险分析

发布时间：2020-08-26 11:58

【摘要】：地震一直是各类工程结构主要遭受的灾害之一,桥梁作为交通运输的枢纽工程,其抗震能力及在震后的加固维修是工程人员亟需关注的问题。V腿连续梁桥作为一种刚度较大的桥梁结构,对于它震后的损伤状态及地震风险概率研究较少,同时由于现在我国服役桥梁越来越多,对于已经服役桥梁在恶劣环境下的抗震性能评价也需要进一步研究,因此本文对一座V腿连续梁桥在服役期间材料退化后的地震易损性及地震风险进行了研究,主要研究内容如下:分别计算曲率延性和位移延性作为桥墩及支座的损伤指标,并考虑地震动的不确定性,选取了100条地震波基于OpenSEES建立了一座三跨V腿连续梁的有限元模型,求得地震下的结构相应,线性回归求得了各个构件的概率需求模型。通过对概率需求和抗震性能进行对比分析建立各个构件的地震易损性曲线,最后联合各个构件分别用一阶界限法和Monte-Carlo法求得了该V腿连续梁桥体系的易损性曲线。得到结构主体V腿几乎不发生损伤,最易损伤构件为过渡墩支座,体系整体抗震性能较好由于结构所处环境为潮湿环境,选取氯离子腐蚀为材料的退化因素。得到氯离子侵蚀后钢筋混凝土的退化函数,更新模型得到在服役期间氯离子侵蚀后的桥梁地震响应,由此回归得到氯离子侵蚀下各构件的概率需求模型,同时对材料退化后的V腿及过渡墩截面在纵筋和箍筋锈蚀下的抗震能力分别分析,算出构件时变后的损伤指标。得到同时考虑纵筋和箍筋退化截面的抗弯能力及延性发生明显退化通过材料退化后的构件抗震能力及地震需求求得该V腿连续梁桥在氯离子侵蚀下各个构件的时变地震易损性曲线,其中支座的时变效应最为明显。联合各个构件求得结构系统的时变地震易损性曲线。并对系统易损性曲线上下界进行了对比分析,结构在氯离子侵蚀下抗震能力时变效应明显,75年后结构抗震能力明显退化。通过本桥场地信息得到了场地地震危险性曲线,并由地震易损性函数得到构件的年概率地震风险,将年地震风险概率通过概率统计转化为按100年设计基准期下构件及体系的地震风险概率,对该氯离子侵蚀下的V腿连续梁桥做出风险评价。主体结构V腿及其支座地震风险概率较低,服役期间满足规范的抗震设防标准。过渡墩支座地震风险概率较高。随着氯离子侵蚀,其地震风险概率明显上升。
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U442.55
【图文】：

图 1.1 氯离子环境下桥梁锈蚀退化现象1.2 研究意义随着我国大规模建设的完成，现服役的桥梁越来越多，对于这些建成桥梁及服役抗震性能的评价，以及如何对由于在恶劣环境下的材料退化引起的结构性能退化桥梁的抗震性能评估的意义越来越重大，而易损性分析便可以考虑地震的不确定构进行合理的评价，并且可以考虑材料由于耐久性退化后的时变易损性。由此可测结构的地震损伤风险。因此对结构在氯离子侵蚀的下桥梁时变地震易损性分析分析意义如下：（1）对在役桥梁的抗震性能评价具有重要意义。基于结构现有性能，通过对结构件的易损性分析可以得到桥梁各构件的易损程度，及其发生特定破坏水平的概率结构整体抗震性能进行评价，对于易损构件采取有效抗震措施。（2）对桥梁结构在全服役期间的抗震加固有重要意义。通过考虑氯离子侵蚀对影响得到氯离子侵蚀下桥梁在服役期的时变地震易损性曲线，根据桥梁在整个服

第二章 易损性理论及桥梁有限元模型的建立 21 te x p ( )22x x d t 式中， x 为标准正态分布函数，d 、c 分别为结构需求、能力的对数根据 HAZUS99，当自变量为 PGA 时，计算桥墩时2 20 .5d c ，计算2 20 .6d c 。其中需求函数表示为（2.4）：ln ln ln dS a b P G A

第二章 易损性理论及桥梁有限元模型的建立定性，为后面所做的非线性分析及统计结果做保证。但又不算量过大做重复劳动。，我们从 PEER 强震数据库中选取地震波。又由于在使用时波的不同性。本文同时参考我国规范及美国规范，利用文献国规范Ⅲ类场地类型的 VS30 并考虑断层距大于 20km 的条 100 条地震记录。图 2.2 给出了调幅后阻尼比为 5%的各条 2.3 为地震动峰值加速度分布频率图

【参考文献】

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本文编号：2805142