汶川地區(qū)公路橋梁地震易損性分析研究.pdf

1、本論文旨在針對汶川地區(qū)的公路橋梁結(jié)構(gòu)，建立一套完整的地震易損性分析流程?；?008年汶川地震資料和橋梁震害數(shù)據(jù)，建立適用于汶川地區(qū)的經(jīng)驗型易損性模型;以該地區(qū)的典型簡支梁橋為例，在既有研究成果基礎(chǔ)上提出了更加完善和精確的分析型易損性模型，研究中對地震動強度指標(biāo)的選擇比較及公路橋梁系統(tǒng)地震風(fēng)險評估等問題展開了討論。論文主要工作如下:
　　第二章首先介紹了地震風(fēng)險分析的基本流程，對交通網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)地震風(fēng)險評估進行了回顧，重點總結(jié)分析了橋

2、梁地震易損性模型的發(fā)展歷程和研究現(xiàn)狀。
　　第三章首先介紹了汶川地震概況和主要特點，對汶川地區(qū)主要公路橋梁的基本資料及其在地震中的損傷情況進行了系統(tǒng)歸類整理。在對比了兩種不同地震動強度確定方法后，采用修正后的汶川地震衰減模型，對橋址處地震動強度PGA進行估計。選擇雙參數(shù)對數(shù)正態(tài)分布函數(shù)作為地震易損性函數(shù)，采用兩種不同的統(tǒng)計方法并結(jié)合震害資料，依據(jù)極大似然法對參數(shù)進行估計，得到不同損傷狀態(tài)對應(yīng)的橋梁地震易損性曲線。進一步依據(jù)橋梁類型

3、和橋梁線型對全體橋梁樣本進行分類，針對分類后的橋梁樣本子集建立各自獨立的地震易損性模型，最后對統(tǒng)計結(jié)果進行擬合優(yōu)度檢驗。結(jié)果顯示在顯著性水平10％下，計算得到的易損性函數(shù)不能被拒絕。
　　第四章介紹了汶川地區(qū)某典型簡支梁橋基本資料，詳細(xì)分析了包括主梁、支座、橋墩、帽梁、基礎(chǔ)、橋臺等橋梁主要構(gòu)件的結(jié)構(gòu)參數(shù)、材料本構(gòu)及模擬方法，基于OpenSees建立了橋梁結(jié)構(gòu)的非線性有限元模型。選擇汶川地震實測記錄作為橋梁非線性動力分析的原始輸入地

4、震波，對地震記錄分別進行了基準(zhǔn)線校準(zhǔn)、濾波和截斷修正。在此基礎(chǔ)上以什邡八角地震記錄為例對橋例進行非線性地震響應(yīng)分析，記錄下橋梁主要構(gòu)件的激勵響應(yīng)，并對計算結(jié)果進行了分析比較。
　　第五章首先對概率性地震需求分析的基本理論框架進行了介紹，針對橋梁模型參數(shù)的不確定性進行分析，采用拉丁超立方抽樣方法對其進行抽樣并生成一系列橋梁的有限元模型樣本?；谇笆鲂拚蟮你氪ǖ卣饘崪y記錄對模型樣本進行非線性動力時程分析，同時記錄每一組分析中橋梁構(gòu)件

5、的地震峰值響應(yīng)，建立橋梁主要構(gòu)件的概率性地震需求模型。進一步介紹了目前研究中主要采用的地震動強度指標(biāo)及評價準(zhǔn)則，采用主成分分析方法對橋梁構(gòu)件的地震需求參數(shù)進行降維處理，通過回歸分析建立地震動強度和橋梁綜合地震需求響應(yīng)之間的關(guān)系，在此基礎(chǔ)上對不同的地震動強度指標(biāo)進行分析和比較。
　　第六章首先分析確定了橋梁不同損傷狀態(tài)對應(yīng)的構(gòu)件極限狀態(tài)，依據(jù)對數(shù)正態(tài)分布假設(shè)基于上一章建立的概率性地震需求模型，生成不同損傷狀態(tài)對應(yīng)的橋梁構(gòu)件地震易損性

6、曲線，同時基于可靠度理論計算得到橋梁系統(tǒng)易損性的上下確界。在充分考慮模型參數(shù)不確定性的基礎(chǔ)上，進一步對前述橋例進行擴展增量動力分析。分別基于EDP準(zhǔn)則和IM準(zhǔn)則兩種方法，計算得到不同地震動強度下結(jié)構(gòu)發(fā)生各損傷狀態(tài)對應(yīng)的離散概率數(shù)據(jù)點，采用最小二乘法回歸得到不同損傷狀態(tài)對應(yīng)的橋梁構(gòu)件和系統(tǒng)地震易損性曲線。最后對上述不同方法計算得到易損性結(jié)果進行對比，對差異原因及改進措施進行了分析和探討。
　　第七章針對汶川地區(qū)公路橋梁系統(tǒng)進行了地震