考虑墩-梁碰撞效应的连续刚构桥系统易损性与概率地震风险性分析 被引量：2

1

作者 郑国足 焦应乾 +2 位作者 石岩 王文仙 朱惠强 《工程科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期147-159,共13页

为研究连续刚构桥主梁与过渡墩碰撞效应对其地震系统易损性和概率地震风险性的影响,以一座主桥跨径为(120+220+120)m的连续刚构桥为研究背景,通过模拟实际施工过程以获得真实成桥内力状态,基于等效荷载法建立考虑该内力状态的动力弹塑... 为研究连续刚构桥主梁与过渡墩碰撞效应对其地震系统易损性和概率地震风险性的影响,以一座主桥跨径为(120+220+120)m的连续刚构桥为研究背景,通过模拟实际施工过程以获得真实成桥内力状态,基于等效荷载法建立考虑该内力状态的动力弹塑性分析模型,采用Hertz-damp接触模型考虑包括主梁与过渡墩碰撞在内的伸缩缝处碰撞效应。选取90条具有速度脉冲的脉冲型近断层地震动沿纵桥向输入,通过时程分析解释了墩梁碰撞过程和破坏机理;采用增量动力分析法,建立考虑桥墩和支座权重系数的全桥复合系统易损性曲线,并与一阶界限法串联模型下限和并联模型上限系统易损性曲线进行对比,将场地危险性函数与易损性函数卷积,建立概率地震风险曲线,考察桥梁系统易损性、概率地震风险性及墩梁碰撞效应的影响。结果表明,若忽略过渡墩与主桥梁体的碰撞效应,将会低估过渡墩的位移反应3~5倍,低估其地震风险性概率120%;当地震动强度为0.2g~0.6g时,轻微破坏和中等破坏的损伤概率被低估了35%~80%;地震动强度为0.6g~1.5g时,严重破坏和完全破坏分别被低估13%~68%和15%~59%。 展开更多

关键词 连续刚构桥 碰撞效应 内力状态 脉冲地震动 系统易损性 地震风险性分析

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地震作用下中等跨径RC连续梁桥系统易损性研究 被引量：86

2

作者 李立峰 吴文朋 +1 位作者 黄佳梅 王连华 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第10期152-160,共9页

中等跨径混凝土连续梁桥是一种广泛应用的桥梁结构形式,地震作用下该类桥梁的破坏主要体现在桥墩、桥台和支座位置。以一典型多跨连续梁桥为例,考虑材料强度和上部结构容重等不确定性因素的影响,运用拉丁超立方抽样方法建立了10个桥梁... 中等跨径混凝土连续梁桥是一种广泛应用的桥梁结构形式,地震作用下该类桥梁的破坏主要体现在桥墩、桥台和支座位置。以一典型多跨连续梁桥为例,考虑材料强度和上部结构容重等不确定性因素的影响,运用拉丁超立方抽样方法建立了10个桥梁样本。根据场地类型从PEER强震数据库中选取100条地震波来模拟地震动的不确定性,并与10个桥梁样本随机组合。对结构进行非线性时程分析后得到结构的响应,并分别定义了各构件的四种极限破坏状态,采用传统可靠度概率方法形成了桥墩、桥台和支座的易损性曲线,并运用联合失效概率方法研究了结构的系统易损性。研究结果表明:该类型桥梁的支座比墩柱、桥台更容易遭受地震破坏,尤其是桥台处活动支座;采用一阶界限法和二阶界限法计算的结构系统失效概率均大于各构件破坏概率,显然用结构系统易损性来评估桥梁抗震性能更为合理。 展开更多

关键词 地震 桥梁 系统易损性 易损性曲线 中等跨径连续梁桥

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基于优化串-并联模型的钢桁拱桥系统易损性研究 被引量：1

3

作者 刘聪聪 张永亮 +1 位作者 汪振新 朱光增 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期1496-1503,共8页

为研究适用于钢桁拱桥系统易损性的分析方法,采用串联模型、简单串-并联模型、优化串-并联模型3种可靠度模型,基于一阶界限法分别绘制系统易损性曲线、系统损伤超越概率差值曲线以及损伤控制组件曲线。研究结果表明:串联模型不能考虑主... 为研究适用于钢桁拱桥系统易损性的分析方法,采用串联模型、简单串-并联模型、优化串-并联模型3种可靠度模型,基于一阶界限法分别绘制系统易损性曲线、系统损伤超越概率差值曲线以及损伤控制组件曲线。研究结果表明:串联模型不能考虑主、次要构件在系统易损性中的比重,简单串-并联模型能考虑主、次要构件的比重,但往往不能代表结构真实的失效模式,而优化串-并联模型既能代表考虑主、次要构件的比重,又能代表真实的失效模式。设计地震动下串联模型、简单串-并联模型分别会高估和低估系统轻微损伤超越概率,这与实际情况不符。串联模型导致系统严重损伤的误差最大,简单串-并联模型导致系统中等损伤的误差最大。不同可靠度模型的系统损伤超越概率较大的直接原因是不同可靠度模型的系统易损性的控制组件不同。因此建议对钢桁拱桥系统易损性分析时宜采用优化串-并联模型。 展开更多

关键词 钢桁拱桥 主、次要构件 系统易损性 优化串-并联模型 一阶界限法

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不确定性对钢筋混凝土桥梁系统地震易损性的影响 被引量：12

4

作者 吴文朋 李立峰 +1 位作者 徐卓君 张旭辉 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2018年第6期161-170,共10页

桥梁工程是由多个构件组成的结构体系,地震作用下不同构件的损伤都可能破坏桥梁的使用功能,而系统地震易损性分析提供了一种评估桥梁整体抗震性能的有效途径。以一座四跨钢筋混凝土连续梁桥为例,选取了26个桥梁建模相关的不确定性参数,... 桥梁工程是由多个构件组成的结构体系,地震作用下不同构件的损伤都可能破坏桥梁的使用功能,而系统地震易损性分析提供了一种评估桥梁整体抗震性能的有效途径。以一座四跨钢筋混凝土连续梁桥为例,选取了26个桥梁建模相关的不确定性参数,并基于OpenSEES程序建立了参数化的有限元模型,同时考虑输入地震波的不确定性后进行一系列的非线性时程分析。然后,考虑桥墩、铅芯橡胶支座、板式橡胶支座和桥台四类构件的地震损伤,研究了各种不确定性对不同构件地震响应、概率地震需求模型(PSDM)、构件以及系统地震易损性的影响。研究结果表明,地震波和桥梁建模相关的不确定性对单构件地震响应的影响较大但规律不一致;构件地震易损性曲线无法反映桥梁建模相关不确定性的对结构整体抗震性能的影响;忽略桥梁建模相关不确定性会在一定程度上导致轻微和中等损伤状态下的桥梁系统失效概率被低估,但在严重损伤和完全破坏状态下桥梁建模相关不确定性对系统易损性曲线的影响可以不予考虑。 展开更多

关键词 桥梁工程 地震 系统易损性分析 建模 不确定性

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桥梁结构系统地震易损性分析方法研究 被引量：27

5

作者 吴文朋 李立峰 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2018年第21期273-280,共8页

桥梁工程是由多个相互联系和作用的构件组成的结构系统,地震作用下任何构件发生损伤都可能影响桥梁使用功能的完整性,采用单个构件的易损性来表示桥梁整体的易损性往往会高估桥梁的抗震能力。以一座多跨钢筋混凝土连续梁桥为例,基于Open... 桥梁工程是由多个相互联系和作用的构件组成的结构系统,地震作用下任何构件发生损伤都可能影响桥梁使用功能的完整性,采用单个构件的易损性来表示桥梁整体的易损性往往会高估桥梁的抗震能力。以一座多跨钢筋混凝土连续梁桥为例,基于Open SEES软件建立有限元模型并进行大量的非线性时程分析,同时考虑桥墩、铅芯橡胶支座、板式橡胶支座和桥台四类构件的地震破坏,分别采用界限估计法、Monte-Carlo模拟法和条件边缘乘积法(PCM)建立了桥梁系统地震易损性曲线。通过这些系统易损性曲线的对比分析,讨论了各种分析方法的适用性和合理性。研究结果表明,基于传统界限估计和PCM法的系统易损性分析依赖于构件易损性分析的结果,而Monte-Carlo方法可以直接建立桥梁的系统易损性曲线,并独立考虑各种不确定性的影响; PCM法能快速建立精确的桥梁系统易损性曲线,适用于需要考虑多种失效模式的桥梁系统易损性分析。 展开更多

关键词 桥梁工程 地震 系统易损性分析 系统可靠度 不确定性

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优化藤Copula的桥梁结构系统地震易损性分析 被引量：8

6

作者 李幸钰 雷鹰 +1 位作者 林树枝 刘丽君 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第11期43-55,136,共14页

为在桥梁结构系统易损性中更好地考虑不同构件个体之间的相关性,文章提出一种新的优化藤Copula分析桥梁结构系统易损性的方法。该方法与现有的考虑构件类别之间相关性的桥梁系统易损性分析不同,是将桥梁系统包含的各个构件的易损性作为... 为在桥梁结构系统易损性中更好地考虑不同构件个体之间的相关性,文章提出一种新的优化藤Copula分析桥梁结构系统易损性的方法。该方法与现有的考虑构件类别之间相关性的桥梁系统易损性分析不同,是将桥梁系统包含的各个构件的易损性作为藤Copula函数中的一个变量。通过不同构件个体的地震需求样本间的秩相关系数,基于最短哈密顿路径方法筛选优化的藤Copula函数。从而避免大量的联合概率密度函数的求解以及信息判定准则的试算。同时,提出优化藤Copula函数是基于构件易损性补集的联合概率密度函数(PDF),通过其分析桥梁系统易损性仅需构建一个联合PDF,可避免求解构件不同组合情况下较多的联合PDF。选用四跨有桥台混凝土桥梁结构模型,用桥梁剩余能力模型模拟桥梁的损伤,用提出的方法分析具有桥墩桥台和支座共10个构件个体相关性的桥梁系统易损性,并与目前通常采用的考虑构件类别之间相关性的桥梁系统易损性分析以及Monte Carlo(MC)方法的结果对比,验证提出方法的有效性。 展开更多

关键词 地震易损性 桥梁结构 藤Copula 系统易损性

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基于Copula函数的渡槽结构地震动易损性分析 被引量：3

7

作者 张建伟 张帅 +2 位作者 张翌娜 黄锦林 李兆恒 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2019年第6期1277-1283,1364,共8页

在结构易损性分析中,由于构件之间的地震需求存在相关性,直接建立渡槽系统中基本构件的联合概率分布函数较为困难,为此引入二维Copula函数对构件地震需求之间的相关结构进行描述,简化联合分布函数的建模过程。首先,对某输水渡槽中的一... 在结构易损性分析中,由于构件之间的地震需求存在相关性,直接建立渡槽系统中基本构件的联合概率分布函数较为困难,为此引入二维Copula函数对构件地震需求之间的相关结构进行描述,简化联合分布函数的建模过程。首先,对某输水渡槽中的一跨进行时程分析,以地面峰值加速度为自变量,以排架的位移延性比和橡胶支座的变形大小为损伤指标,考虑地震动和结构参数的不确定性,建立排架、橡胶支座的易损性曲线;其次,通过Copula函数建立渡槽系统的易损性曲线;最后,通过1阶界限法得到渡槽系统易损性的上、下界。计算结果表明,基于Copula函数计算得到的失效概率均位于1阶界限法的上、下界之间。研究结果有助于简化渡槽系统易损性曲线的建模过程,为研究渡槽构件地震需求之间的相关性提供新思路和方法。 展开更多

关键词 渡槽 系统易损性 COPULA函数 地震需求相关性 联合概率分布函数

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下承式钢管混凝土拱桥地震易损性分析 被引量：6

8

作者 黄飞鸿 何沛祥 吴腾飞 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2022年第6期801-807,共7页

钢管混凝土拱桥是一种广泛运用的桥梁结构形式,为研究其在地震作用下的易损性,文章针对下承式钢管混凝土拱桥,以其支座、拱肋和系梁3种构件为研究对象,定义了四级损伤状态。基于增量动力分析(incremental dynamic analysis,IDA)方法对... 钢管混凝土拱桥是一种广泛运用的桥梁结构形式,为研究其在地震作用下的易损性,文章针对下承式钢管混凝土拱桥,以其支座、拱肋和系梁3种构件为研究对象,定义了四级损伤状态。基于增量动力分析(incremental dynamic analysis,IDA)方法对符合工程地质条件的20条地震波进行调幅,对桥梁模型进行地震分析,统计落入每一级损伤状态的频数,计算对应频率。采用对数正态分布的分布函数对频率点进行拟合得到3种构件的易损性曲线,同时考虑各个构件的重要性,引入权重得到桥梁系统的易损性曲线。结果表明,对数正态分布的分布函数对各级损伤状态的损伤概率拟合较好,且桥梁系统的易损性高于主要构件的易损性,考虑权重计算桥梁系统的易损性具有合理性。 展开更多

关键词 下承式钢管混凝土拱桥 增量动力分析(IDA) 地震易损性 系统易损性 权重

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钢筋混凝土矮塔斜拉桥地震易损性分析 被引量：4

9

作者 王国庆 何沛祥 +1 位作者 郑攀 何程瑞伟 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2023年第8期1122-1128,共7页

为研究矮塔斜拉桥地震易损性,文章以一座在建钢筋混凝土矮塔斜拉桥为例,分析其构件与系统易损性;考虑材料参数的变异性,采用神经网络模型和均匀设计法建立支座、过渡墩和主墩的易损性曲线;基于串联系统的失效概率公式,采用Copula函数计... 为研究矮塔斜拉桥地震易损性,文章以一座在建钢筋混凝土矮塔斜拉桥为例,分析其构件与系统易损性;考虑材料参数的变异性,采用神经网络模型和均匀设计法建立支座、过渡墩和主墩的易损性曲线;基于串联系统的失效概率公式,采用Copula函数计算构件之间的联合失效概率,绘制系统易损性曲线,并用一阶界限法验证其可行性。结果表明:支座的抗震性能最差,在地震作用下最容易发生破坏;采用Copula函数计算的系统易损性曲线介于一阶界限法的上界和下界之间,且与一阶界限法的下界更接近。 展开更多

关键词 矮塔斜拉桥 地震易损性 系统易损性 神经网络 COPULA函数

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基于模糊理论的高铁连续梁桥地震风险评估 被引量：3

10

作者 冯莉 樊燕燕 +1 位作者 王力 李子奇 《地震工程学报》 CSCD 北大核心 2020年第3期639-645,共7页

以某高速铁路线上一座连续梁桥为例,运用模糊综合评判法,结合基于位移的支座损伤分析和截面曲率的桥墩损伤分析,以全概率理论地震损失模型为基础,提出了基于模糊理论的桥梁系统地震经济风险评估方法。结果表明:综合考虑桥梁系统的模糊... 以某高速铁路线上一座连续梁桥为例,运用模糊综合评判法,结合基于位移的支座损伤分析和截面曲率的桥墩损伤分析,以全概率理论地震损失模型为基础,提出了基于模糊理论的桥梁系统地震经济风险评估方法。结果表明:综合考虑桥梁系统的模糊地震经济风险分析方法能更全面地计算出连续梁桥在地震作用下的经济损失,仅以桥墩构件代表全桥所得地震经济损失误差较大。基于模糊理论的年预期损失风险框架方法通过结构抗震性能的概率特征可对高速铁路连续梁桥的地震直接经济风险进行全面评估,为该类桥梁的抗震设计、维修加固和灾后重建等方案做出合理评价。 展开更多

关键词 地震经济风险 连续梁桥 系统易损性 模糊理论 年预期损失

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基于修复函数的连续梁桥抗震韧性因素及改进评估研究 被引量：12

11

作者 杨国俊 田里 +3 位作者 杜永峰 唐光武 叶苏 毛建博 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第S01期219-226,共8页

为了研究三种修复函数的功能,以一座三跨钢筋混凝土连续梁桥为工程背景进行分析。通过增量动力分析法(Incremental Dynamic Analysis,IDA)进行时程分析,结合构件损伤判定准则及一阶界限法计算桥梁系统易损性。基于易损性考虑桥梁震后功... 为了研究三种修复函数的功能,以一座三跨钢筋混凝土连续梁桥为工程背景进行分析。通过增量动力分析法(Incremental Dynamic Analysis,IDA)进行时程分析,结合构件损伤判定准则及一阶界限法计算桥梁系统易损性。基于易损性考虑桥梁震后功能损失及震后修复,将目标功能、耽搁时间作为影响因素,研究三种修复函数的性质。结果表明:不同修复函数对目标功能的敏感程度不同,指数型最大,其敏感系数分布于60%~80%间、直线型居中,敏感系数稳定在60%、三角型最小,敏感系数小于10%;耽搁时间对修复函数的影响程度为指数型>直线型>三角型,且各修复函数抗震韧性的耽搁时间节点存在依次为90d、70d、40d;改进的抗震韧性评估结果属于合理范围,其考虑了桥梁破坏状态所受地震动强度变化的影响,克服了三种修复函数使用范围的局限性,为震后连续梁桥的修复提供一定的理论依据。 展开更多

关键词 系统易损性 修复函数 目标功能 耽搁时间 改进抗震韧性评估

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基于HAZUS的预应力混凝土简支梁桥地震风险评价 被引量：4

12

作者 夏春旭 柳春光 《桥梁建设》 EI CSCD 北大核心 2016年第6期61-66,共6页

为确定高烈度地区预应力混凝土简支梁桥的地震风险概率分布,以8度设防地区某3×30m预应力混凝土简支梁桥为例,对其进行地震风险评价。考虑支座、桥台和桩土相互作用对桥梁结构的影响,基于OpenSees平台建立全桥有限元模型,采用极值... 为确定高烈度地区预应力混凝土简支梁桥的地震风险概率分布,以8度设防地区某3×30m预应力混凝土简支梁桥为例,对其进行地震风险评价。考虑支座、桥台和桩土相互作用对桥梁结构的影响,基于OpenSees平台建立全桥有限元模型,采用极值Ⅲ型地震危险性概率分布模型和33组远场地震动分别进行地震危险性和结构易损性分析,并结合美国地震风险评价系统HAZUS进行结构震后损失估计。结果表明:在地震动强度0.1g^0.2g时,该桥的地震年均发生概率最大,在地震动强度大于0.2g时,该桥的年均发生概率逐渐降低;在相同地震动强度作用下支座优于墩柱的抗震性能;当地震动强度大于0.8g时,该桥的年均预期损失比范围为0.002 9~0.003 2;考虑全部强度地震动对应的年均预期损失比范围为0.042 85~0.060 9。 展开更多

关键词 简支梁桥 OPENSEES 有限元法 地震危险性分析 系统易损性分析 地震风险评价 桥梁抗震

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