信息化橋梁地震安全評(píng)估系統(tǒng).pdf

1、交通路網(wǎng)作為生命線系統(tǒng)的重要組成部分，保障其具有必要的抗御地震災(zāi)害的能力一直是工程界和政府相關(guān)部門的一項(xiàng)重要的工作。近20年來(lái)，我國(guó)在地震減災(zāi)方面取得了很大的進(jìn)展，特別是2000年國(guó)務(wù)院在國(guó)家的層次上提出了建立健全地震監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)體系、地震災(zāi)害預(yù)防體系和地震緊急救援體系，代表了我國(guó)綜合地震減災(zāi)的宏觀策略。為了給政府部門宏觀決策提供科學(xué)的依據(jù)，需要發(fā)展先進(jìn)和完善的技術(shù)手段。在這樣的背景下，本文開(kāi)展了橋梁地震安全評(píng)估系統(tǒng)的研究工作，目的是為一個(gè)

2、地區(qū)的橋梁提供地震安全管理的一個(gè)有效的技術(shù)支撐和管理手段。這樣一種宏觀策略涉及到很多部門、復(fù)雜的組織形式和技術(shù)手段。本文的主要研究工作如下： (1)將橋梁抗震的工程技術(shù)與信息技術(shù)結(jié)合，建立了橋梁地震安全評(píng)估系統(tǒng)的總體框架。包括管理橋梁抗震安全評(píng)估基本信息庫(kù)設(shè)計(jì)；基于有限元技術(shù)的橋梁抗震安全評(píng)估模型、方法與參數(shù)；橋梁地震安全評(píng)估信息庫(kù)；評(píng)估報(bào)告的生成等。在該框架下，橋梁的基本信息從設(shè)計(jì)階段就開(kāi)始保存，包括了施工和運(yùn)營(yíng)期間的信息。并

3、且這些信息與有限元庫(kù)相關(guān)聯(lián)，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)數(shù)據(jù)更新。本文建立的框架，包含了信息存儲(chǔ)、管理、評(píng)估方法、經(jīng)濟(jì)損失、評(píng)估報(bào)告等各個(gè)方面，功能完善、各部分關(guān)聯(lián)緊密。 (2)建立了一般阻尼橋梁結(jié)構(gòu)在一致地震動(dòng)激勵(lì)下隨機(jī)和反應(yīng)譜計(jì)算方法。推導(dǎo)了振型位移、振型速度以及振型位移與振型速度耦合相應(yīng)的相關(guān)系數(shù)的近似解析表達(dá)式。通過(guò)數(shù)值研究，指出對(duì)于一般的土木工程結(jié)構(gòu)，只考慮振型位移項(xiàng)就可以達(dá)到滿意的工程精度。 (3)將一致地震激勵(lì)下的一般阻尼

4、結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)計(jì)算的隨機(jī)和反應(yīng)譜計(jì)算方法推廣到非一致激勵(lì)情況。推導(dǎo)了可以考慮地震動(dòng)空間相干損失和行波效應(yīng)的隨機(jī)和反應(yīng)計(jì)算組合系數(shù)的近似解析表達(dá)公式，在保證計(jì)算精度的同時(shí)極大地提高了計(jì)算效率。本文還通過(guò)等效線性化方法將隨機(jī)和反應(yīng)譜方法應(yīng)用于局部非線性地震反應(yīng)的計(jì)算。 (4)在本文方法的基礎(chǔ)上此編制了橋梁在多點(diǎn)或一致地震動(dòng)激勵(lì)下反應(yīng)的計(jì)算機(jī)程序SRAP。 (5)建立了系統(tǒng)的橋梁結(jié)構(gòu)地震損失的估算方法。對(duì)于橋梁的直接損失和人員賠

5、償損失采用了已有的方法和法規(guī)的規(guī)定。提出了車輛損失的計(jì)算方法，該方法考慮了交通流量的大小、地震動(dòng)的作用時(shí)間，橋梁的損傷程度等因素。在參考了交通事故經(jīng)濟(jì)損失的估算方法的基礎(chǔ)上，提出了地震造成的交通行業(yè)經(jīng)濟(jì)損失的估算方法。該方法考慮了交通流量、車輛類型、交通延遲、貨物增值等因素。 (6)編制了橋梁地震安全評(píng)估軟件 SSAB(Seismic Safety Assessment ofBridges)。 SSAB實(shí)現(xiàn)了有限元方法與信息技