近海橋梁地震易損性及風(fēng)險分析.pdf

1、碩 士 學(xué) 位 論 文近海橋梁地震易損性及風(fēng)險分析 近海橋梁地震易損性及風(fēng)險分析Seismic Vulnerability and Risk Analysis of the Offshore Bridge作 者 姓 名： 任文靜學(xué)科、 專業(yè)： 防災(zāi)減災(zāi)工程及防護(hù)工程學(xué) 號： 21406103指 導(dǎo) 教 師： 柳春光 教授完 成 日 期： 2017 年 05 月大連理工大學(xué)Dalian University of Technology大連

2、理工大學(xué)碩士學(xué)位論文- I -摘 要橋梁是生命線交通系統(tǒng)的重要組成部分， 海洋橋梁在政治經(jīng)濟(jì)文化中更是發(fā)揮著重要作用，在地震作用下海洋橋梁一旦發(fā)生破壞，將會造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，因此有必要對海洋橋梁結(jié)構(gòu)的地震災(zāi)害風(fēng)險展開研究。鑒于此，本文選取了我國某一長期處于海洋潮汐環(huán)境中的近海橋梁為算例，采用基于性能的概率地震分析方法，對算例橋梁的結(jié)構(gòu)易損性、場地危險性及地震風(fēng)險進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，建立了考慮氯離子侵蝕作用的近海橋梁結(jié)構(gòu)地震災(zāi)害風(fēng)險分析的

3、理論框架。具體內(nèi)容主要包括以下幾個方面：（1）建立全橋有限元模型。基于氯離子侵蝕作用模型，同時考慮結(jié)構(gòu)的不確定性，利用均勻抽樣形成 15 組橋梁樣本， 基于 OpenSees 平臺建立考慮鋼筋腐蝕的全橋有限元模型。根據(jù)橋梁所處場地類型從 PEER 數(shù)據(jù)庫中選取 15 條合適的地震動記錄，調(diào)幅處理后合理分配給 15 組全橋有限元分析模型，形成 300 組橋梁﹣地震動樣本對。（2）橋梁各構(gòu)件概率地震需求分析。本文聯(lián)合考慮橋墩破壞、板式橡膠支

4、座破壞、橋臺破壞對全橋易損性的影響，分別選擇橋墩的最大位移、板式橡膠支座的最大位移、橋臺的最大位移延性比作為地震需求參數(shù)，對各構(gòu)件進(jìn)行概率地震需求分析，得到了各構(gòu)件地震響應(yīng)的概率需求模型。（3）橋梁結(jié)構(gòu)的地震易損性分析。對算例橋梁各構(gòu)件分別進(jìn)行需求和能力分析，首先建立各構(gòu)件的地震易損性曲線；其次根據(jù)一階可靠度理論，得到了橋梁系統(tǒng)在不同極限破壞狀態(tài)下易損性曲線的上下界限；然后考慮各構(gòu)件地震需求之間的聯(lián)合效應(yīng)，基于 Monte Carlo

5、抽樣計算得到橋梁系統(tǒng)在不同極限破壞狀態(tài)下的真實易損性曲線。分析可知，橋梁結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的失效概率大于任何單個構(gòu)件的失效概率，采用系統(tǒng)易損性曲線能夠更加準(zhǔn)確地反映出結(jié)構(gòu)的實際抗震性能。（4）橋梁場地的地震危險性分析。利用《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》的編圖成果，建立了 50 年內(nèi)以烈度 I 和峰值加速度 PGA 為地震動參數(shù)的場地危險性曲線，推導(dǎo)了不同年限之間地震危險性曲線的轉(zhuǎn)換關(guān)系。根據(jù)烈度 I 和 PGA 之間的換算關(guān)系，得到了由烈度轉(zhuǎn)化的 PG