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冲刷环境下连续梁桥的地震易损性分析
| 论文题名： | 冲刷环境下连续梁桥的地震易损性分析 |
| 关键词： | 连续梁桥;地震易损性;冲刷荷载;极限状态;失效概率 |
| 摘要： | 地震和冲刷是威胁桥梁安全的两大自然灾害。近年来由于全球极端天气日益频繁、水电站的新建以及河道非法采砂的增加等原因导致桥梁基础冲刷裸露严重。同时，我国又是地震多发国家，且大部分桥梁位于地震区。地震区的越江跨海大桥更是面临着地震和冲刷的双重威胁。为此，本文研究了冲刷对桥梁地震响应的影响。主要研究工作和结论如下： 1.以四座四跨连续梁桥为研究对象，采用OpenSEES软件，建立有限元模型。对桥梁进行地震易损性分析,同时考虑桥梁结构参数的不同、地震动的不确定性以及冲刷深度变化对易损性的影响。 2.选取了地震需求参数，采用概率地震需求分析方法，建立了概率地震需求模型。定义极限破坏状态，对桥梁在不同冲刷深度下的地震易损性进行了深入的分析，并拟和了冲刷—地震易损性曲面。结果表明，所分析的桥梁在纵桥向和横桥向，所有破坏状态下的失效概率几乎都随着地震动强度的增大和冲刷深度的增大而非线性增大，这种非线性还与破坏等级的级别有关。并且，桥梁在横向各破坏状态下的地震易损性要大于纵向易损性。 3.研究了桥梁的跨径、墩高对桥梁条件失效概率的影响。结果表明，在纵向，桥梁的失效概率随桥墩高度的增大而增大；对桥墩不等高的桥梁，失效概率则是介于等高的高墩与矮墩桥梁之间。而在横向的四种破坏状态，体现出冲刷深度的变化会影响墩高对失效概率的影响。但是无论是纵向还是横向，无冲刷或冲刷深度较小时，失效概率会随着跨径的增大而减小；冲刷深度较大时，失效概率会随着跨径的增大而增大。 4.桥梁的风险概率基本随冲刷深度的增大而增大，但是也会出现减小的情况。说明在进行地震风险分析时，也应考虑由于冲刷深度改变和自由场土体体积改变引起结构周期变化的影响，结构周期变化会使结构的地震响应发生变化。 5.在场地地震危险性分析和冲刷风险性分析的基础上，计算了桥梁的联合失效概率。根据承载能力极限状态的可靠度指标与对应的失效概率，确定可靠度和相应的失效概率。计算桥梁不同标准化冲刷深度下的失效概率，将满足可靠度对应的失效概率的标准化冲刷深度比值作为冲刷荷载修正系数。建议用冲刷荷载修正系数考虑冲刷对桥梁抗震设计的影响。 |
| 作者： | 张云霞 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 李贤 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中国矿业大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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