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原文传递信息化桥梁地震安全评估系统

论文题名：	信息化桥梁地震安全评估系统
关键词：	桥梁抗震;地震激励;信息技术;地理信息系统;安全评估
摘要：	交通路网作为生命线系统的重要组成部分，保障其具有必要的抗御地震灾害的能力一直是工程界和政府相关部门的一项重要的工作。近20年来，我国在地震减灾方面取得了很大的进展，特别是2000年国务院在国家的层次上提出了建立健全地震监测预报体系、地震灾害预防体系和地震紧急救援体系，代表了我国综合地震减灾的宏观策略。为了给政府部门宏观决策提供科学的依据，需要发展先进和完善的技术手段。在这样的背景下，本文开展了桥梁地震安全评估系统的研究工作，目的是为一个地区的桥梁提供地震安全管理的一个有效的技术支撑和管理手段。这样一种宏观策略涉及到很多部门、复杂的组织形式和技术手段。本文的主要研究工作如下： (1)将桥梁抗震的工程技术与信息技术结合，建立了桥梁地震安全评估系统的总体框架。包括管理桥梁抗震安全评估基本信息库设计；基于有限元技术的桥梁抗震安全评估模型、方法与参数；桥梁地震安全评估信息库；评估报告的生成等。在该框架下，桥梁的基本信息从设计阶段就开始保存，包括了施工和运营期间的信息。并且这些信息与有限元库相关联，可以实现自动数据更新。本文建立的框架，包含了信息存储、管理、评估方法、经济损失、评估报告等各个方面，功能完善、各部分关联紧密。 (2)建立了一般阻尼桥梁结构在一致地震动激励下随机和反应谱计算方法。推导了振型位移、振型速度以及振型位移与振型速度耦合相应的相关系数的近似解析表达式。通过数值研究，指出对于一般的土木工程结构，只考虑振型位移项就可以达到满意的工程精度。 (3)将一致地震激励下的一般阻尼结构地震响应计算的随机和反应谱计算方法推广到非一致激励情况。推导了可以考虑地震动空间相干损失和行波效应的随机和反应计算组合系数的近似解析表达公式，在保证计算精度的同时极大地提高了计算效率。本文还通过等效线性化方法将随机和反应谱方法应用于局部非线性地震反应的计算。 (4)在本文方法的基础上此编制了桥梁在多点或一致地震动激励下反应的计算机程序SRAP。 (5)建立了系统的桥梁结构地震损失的估算方法。对于桥梁的直接损失和人员赔偿损失采用了已有的方法和法规的规定。提出了车辆损失的计算方法，该方法考虑了交通流量的大小、地震动的作用时间，桥梁的损伤程度等因素。在参考了交通事故经济损失的估算方法的基础上，提出了地震造成的交通行业经济损失的估算方法。该方法考虑了交通流量、车辆类型、交通延迟、货物增值等因素。 (6)编制了桥梁地震安全评估软件 SSAB(Seismic Safety Assessment ofBridges)。 SSAB实现了有限元方法与信息技术的结合，桥梁的基本信息(如构件断面和材料性质)的变化通过有限元模板直接和自动反映到有限元计算数据库中，桥梁的地震安全状态也随之可以得到及时的重新评估。SSAB还实现了桥梁地震损失的评估，通过GIS技术，直观地将桥梁的损伤状态和经济损失表现出来。 (7)通过三座桥梁实例的考核，验证了软件SSAB的可靠性和实用性。
作者：	徐清
专业：	物理海洋学
导师：	高存臣
授予学位：	博士
授予学位单位：	中国海洋大学
学位年度：	2006
正文语种：	中文