桥梁结构系统地震易损性分析方法研究 被引量：26

1

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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公路桥梁地震易损性分析的研究综述与展望 被引量：22

2

作者 吴文朋 李立峰 +1 位作者 胡思聪 徐卓君 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2017年第4期85-96,共12页

为了促进桥梁结构地震易损性分析在我国的发展和应用,详细论述了公路桥梁地震易损性分析方法在国内外的研究现状、存在的问题和发展方向。首先,对国内外常用的桥梁地震易损性分析方法进行分类,归纳了每种方法的适用性,总结了桥梁地震易... 为了促进桥梁结构地震易损性分析在我国的发展和应用,详细论述了公路桥梁地震易损性分析方法在国内外的研究现状、存在的问题和发展方向。首先,对国内外常用的桥梁地震易损性分析方法进行分类,归纳了每种方法的适用性,总结了桥梁地震易损性研究在我国的发展历程和研究现状;其次,根据采用的参数估计方法的不同,将理论地震易损性函数分为四种类型,介绍了每种易损性函数的建立过程和优缺点。最后,指出了该领域尚且存在的一些问题和有待研究的方向。研究结果表明,易损性分析能很好地考虑桥梁抗震设计中存在的不确定性问题,对基于性能桥梁抗震设计的发展具有重要的意义。 展开更多

关键词 桥梁工程 地震 易损性分析 不确定性 分析方法

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基于柔度矩阵曲率范数差的结构损伤识别方法 被引量：10

3

作者 唐盛华 罗承芳 +3 位作者 方志 苏彬建 张学兵 楚加庆 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第3期982-989,I0005,共9页

基于模态柔度矩阵曲率范数差构造了一种损伤识别新指标。首先对损伤前后柔度矩阵按列、行分别求两次曲率,再对曲率矩阵的列向量求2-范数差,得到2-范数下各节点的损伤定位指标值。根据梁式结构刚度和位移曲率的负相关关系,推导出准确定... 基于模态柔度矩阵曲率范数差构造了一种损伤识别新指标。首先对损伤前后柔度矩阵按列、行分别求两次曲率,再对曲率矩阵的列向量求2-范数差,得到2-范数下各节点的损伤定位指标值。根据梁式结构刚度和位移曲率的负相关关系,推导出准确定量损伤程度的理论表达式,对单损伤和相邻多损伤进行了损伤定量分析。基于串联弹簧原理,提出了等效损伤程度分析模型,建立了测点间梁单元局部损伤与全损伤之间的损伤程度对应关系。采用某三跨连续梁用作仿真算例,结合已有的均匀荷载面曲率差指标,并考虑多种损伤工况,对指标进行对比分析,结果表明该方法仅需低阶模态参数即可进行损伤检测,且具有较好的抗噪声能力。采用对比测点间梁单元局部损伤与全损伤工况基频的方法,验证了所提等效损伤程度计算方法的合理性。 展开更多

关键词 损伤识别 损伤程度 曲率 连续梁 柔度矩阵 范数

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桥梁地震需求分析中建模不确定性的敏感性研究 被引量：8

4

作者 吴文朋 李立峰 +1 位作者 唐盛华 张旭辉 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2018年第24期257-264,270,共9页

为探讨桥梁建模相关不确定性对结构地震需求的影响,促进基于性能的桥梁抗震设计方法在实际工程中的应用,以一座4×30 m的钢筋混凝土连续梁桥为例,考虑材料(Material Uncertainty,MU)、边界(Boundary Uncertainty,BU)和结构(Structur... 为探讨桥梁建模相关不确定性对结构地震需求的影响,促进基于性能的桥梁抗震设计方法在实际工程中的应用,以一座4×30 m的钢筋混凝土连续梁桥为例,考虑材料(Material Uncertainty,MU)、边界(Boundary Uncertainty,BU)和结构(Structural Uncertainty,SU)三类桥梁建模相关的不确定性,基于Open SEES程序建立多参数化有限元动力分析模型,输入22条标准化的远场地震波进行非线性时程分析,根据分析结果进行概率条带分析,并基于龙卷风图对各种不确定性进行了敏感性研究。结果表明:随着地震动强度的增加,影响结构地震需求预测的建模不确定性因素越多;建模不确定性对构件响应均值(μ)和对数标准差(ζ)的影响不完全相同; SU对所有的工程需求参数(Engineering Demand Parameter,EDP)都有较大影响,但BU的影响却因EDP的不同而不同;相比SU和BU不确定性的影响,MU不确定性的影响相对较小。 展开更多

关键词 桥梁工程 地震需求 条带分析 建模不确定性 敏感性

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振型归一化对梁结构柔度曲率损伤指标的影响 被引量：6

5

作者 唐盛华 罗承芳 +2 位作者 方志 张学兵 楚加庆 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期340-348,共9页

结构柔度矩阵需由质量矩阵归一化振型获得,而质量矩阵归一化振型难以直接测得,限制了柔度曲率类损伤指标的应用。为分析振型归一化方法对梁结构柔度曲率类损伤指标的影响,根据梁结构的刚度、弯矩和位移曲率的关系,建立了均布荷载作用下... 结构柔度矩阵需由质量矩阵归一化振型获得,而质量矩阵归一化振型难以直接测得,限制了柔度曲率类损伤指标的应用。为分析振型归一化方法对梁结构柔度曲率类损伤指标的影响,根据梁结构的刚度、弯矩和位移曲率的关系,建立了均布荷载作用下结构损伤前后位移曲率与损伤程度的理论表达式,实现定量分析均匀荷载面曲率结构损伤程度。提出P-范数振型归一化方法,通过均匀荷载面曲率指标推导了振型质量矩阵归一化系数差xα与损伤程度的关系。以三跨连续梁算例对理论进行了验证,结果表明,损伤程度定量指标效果良好,不同P-范数振型归一化方法下,损伤程度的偏差可由2xα估算;2-范数振型归一化方法的损伤识别结果与质量矩阵振型归一化结果最接近,故当无法获得质量矩阵归一化振型时,可采用2-范数归一化振型代替。 展开更多

关键词 损伤识别 振型归一化 柔度矩阵 曲率 范数

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基于多项式拟合均匀荷载面曲率曲线的结构损伤识别方法 被引量：1

6

作者 唐盛华 苏彬建 +1 位作者 方志 张学兵 《世界地震工程》 CSCD 北大核心 2018年第1期121-130,共10页

为仅利用结构损伤状态的柔度矩阵对结构进行损伤程度识别,先对损伤状态的均匀荷载面曲率曲线进行最小二乘法拟合。根据曲率曲线差判断结构的损伤位置,对损伤位置的点进行剔除后,再利用未损伤位置上的点进行局部最小二乘法拟合,代替损伤... 为仅利用结构损伤状态的柔度矩阵对结构进行损伤程度识别,先对损伤状态的均匀荷载面曲率曲线进行最小二乘法拟合。根据曲率曲线差判断结构的损伤位置,对损伤位置的点进行剔除后,再利用未损伤位置上的点进行局部最小二乘法拟合,代替损伤前的均匀荷载面曲率曲线,用于结构的损伤定位与定量。通过一简支梁数值算例,先以理论的二次多项式进行拟合,考虑单损伤和多损伤的情况,进行损伤识别分析,再分析多项式次数、测点数目以及不同噪声水平对损伤定量精度的影响。结果表明:在一定范围内,次数越高拟合误差越小,但差别不明显,采用理论的二次多项式拟合即可满足结构损伤识别要求,无噪声的情况下,测点数目减半不影响损伤识别的精度,该方法具有一定的抗噪声能力。 展开更多

关键词 损伤程度 均匀荷载面 曲率 柔度 噪声 简支梁

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粤港澳大湾区内地城市群路网韧性的贝叶斯网络评估 被引量：8

7

作者 赵荣国 杨锦琛 +1 位作者 李洁 周苏华 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期825-835,共11页

随着我国城市化进程的推进,城市路网的韧性问题愈发凸显。构建了一种基于贝叶斯网络模型的城市路网韧性评价模型,并以粤港澳大湾区内地城市群为例,评估了2000—2019年该地区9个城市的路网韧性。基于韧性功能函数从容灾性、稳定性、重构... 随着我国城市化进程的推进,城市路网的韧性问题愈发凸显。构建了一种基于贝叶斯网络模型的城市路网韧性评价模型,并以粤港澳大湾区内地城市群为例,评估了2000—2019年该地区9个城市的路网韧性。基于韧性功能函数从容灾性、稳定性、重构性、恢复性4个方面建立功能层,选取稳定性、可变性、可维护性、可靠性、服务性、安全性、鲁棒性、可修性、适应性9个因素建立性能层,选取客运量、公共汽车数量、道路面积率、出租车数量、交通事故死亡人数、公共交通投资、每万人公共汽车数、道路运输从业人数、人均道路面积9个因素建立因素层。研究结果表明:路网韧性指数最高的为深圳(60%),而最低的为中山(43%);广州、深圳、珠海、东莞的路网韧性一直稳定增长,其余城市的路网韧性浮动较小;路网韧性并非总是随着城市GDP的增长而提高,还与人均GDP有关;敏感性分析表明,路网重构性、路网可靠性、交通事故死亡人数分别为各自所在层中对路网韧性影响最大的因素;加强中心城市与其他城市之间的联系可以提高城市路网韧性。研究成果可为粤港澳大湾区城市群交通路网功能完善与韧性提升提供技术参考。 展开更多

关键词 安全系统学 韧性评价 贝叶斯网络 敏感性分析 粤港澳大湾区 地理信息系统

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基于统计损伤本构模型的改进桩-土接触面模型研究 被引量：15

8

作者 李赛 汪优 +1 位作者 秦志浩 刘建华 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第7期1947-1955,共9页

建立准确合理的接触面本构模型是研究桩基承载力、沉降及变形等问题的前提。考虑桩-土界面初始剪切刚度的深度效应,提出基于统计损伤本构模型的无厚度接触面本构模型,根据剪切试验的数据对改进的接触面本构模型参数进行拟合,得到了不同... 建立准确合理的接触面本构模型是研究桩基承载力、沉降及变形等问题的前提。考虑桩-土界面初始剪切刚度的深度效应,提出基于统计损伤本构模型的无厚度接触面本构模型,根据剪切试验的数据对改进的接触面本构模型参数进行拟合,得到了不同法向应力下的模拟曲线。利用FLAC^(3D)软件内嵌的FISH语言,对桩-土界面进行改进本构模型的二次开发,提出的无厚度接触面模型合理地模拟出桩-土界面刚度的非线性,成功实现了桩-土剪切试验过程的数值模拟。计算结果表明:提出的无厚度接触面本构模型能够合理地模拟桩-土界面的力学行为,可以描述接触面刚度的非线性变化,也适于程序化计算,拓展了接触面统计损伤本构模型的应用领域,为深入探讨桩基承载变形性状奠定了基础。 展开更多

关键词 桩-土界面 无厚度接触面 统计损伤本构模型 数值模拟

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基于均匀荷载面曲率的简支裂纹梁损伤识别 被引量：6

9

作者 唐盛华 苏彬建 +2 位作者 方志 张学兵 周楠 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期792-799,共8页

为了采用模态参数对结构裂纹进行定位与定量,基于集中柔度模型,采用无质量的扭转弹簧模拟裂纹,建立简支裂纹梁的振动微分方程。针对现有柔度曲率指标仅能判断裂纹的大致范围,基于线性插值理论,建立裂纹位置与相邻测点均匀荷载面曲率差... 为了采用模态参数对结构裂纹进行定位与定量,基于集中柔度模型,采用无质量的扭转弹簧模拟裂纹,建立简支裂纹梁的振动微分方程。针对现有柔度曲率指标仅能判断裂纹的大致范围,基于线性插值理论,建立裂纹位置与相邻测点均匀荷载面曲率差的关系,提出裂纹进一步定位公式,实现裂纹位置的精确定位。针对现有大多数损伤识别方法无法实现裂纹的损伤定量,基于位移曲率与结构刚度和弯矩的关系,理论推导了均匀荷载面曲率的结构刚度损伤程度识别方法,基于弹簧串联原理和线刚度思想,首次提出串联等效线刚度模型,建立裂纹深度与均匀荷载面曲率的关系,实现裂纹深度的定量。通过简支裂纹梁数值算例,考虑多裂纹的损伤情况,验证了新方法对裂纹定位与定量的有效性。 展开更多

关键词 损伤程度 均匀荷载面 曲率 裂纹梁 集中柔度 扭转弹簧

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基于振型加权模态柔度的梁桥损伤识别方法 被引量：15

10

作者 唐盛华 周楠 +1 位作者 方志 苏彬建 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2017年第6期98-106,共9页

为了采用结构柔度矩阵进行损伤识别,由均匀荷载面曲率差指标推导出一种加权柔度矩阵指标构造方法,权值分别取振型、振型曲率和、振型曲率符号函数构造出三个新的损伤指标。基于结构损伤前后指标的相对变化及节点损伤程度和单元损伤程度... 为了采用结构柔度矩阵进行损伤识别,由均匀荷载面曲率差指标推导出一种加权柔度矩阵指标构造方法,权值分别取振型、振型曲率和、振型曲率符号函数构造出三个新的损伤指标。基于结构损伤前后指标的相对变化及节点损伤程度和单元损伤程度的关系,提出了指标的结构损伤程度计算方法。采用一简支梁和一三跨连续梁算例,考虑多种损伤情况,与均匀荷载面曲率差指标进行了对比分析,表明振型曲率符号函数加权损伤指标仅需前几阶模态便能进行损伤检测,具有良好的损伤定位能力,并能准确识别损伤程度。 展开更多

关键词 损伤识别 损伤程度 梁桥 柔度 曲率 振型

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基于支座反力影响线曲率差分的等截面连续梁损伤识别方法 被引量：9

11

作者 唐盛华 张佳奇 +1 位作者 刘宇翔 成鹏 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期427-434,共8页

为了实现仅采用损伤状态信息对等截面连续梁进行损伤识别,通过推导三跨不等跨连续梁在移动荷载作用下的支座反力影响线,发现支座反力影响线求曲率并作差分后的曲线在损伤位置会发生突变,基于该现象提出了一种损伤定位方法,进一步建立了... 为了实现仅采用损伤状态信息对等截面连续梁进行损伤识别,通过推导三跨不等跨连续梁在移动荷载作用下的支座反力影响线,发现支座反力影响线求曲率并作差分后的曲线在损伤位置会发生突变,基于该现象提出了一种损伤定位方法,进一步建立了损伤程度计算方法,可对损伤程度进行较精确的定量。通过一三跨连续梁和一四跨连续梁工程实例的仿真分析,证明了支座反力影响线曲率差分指标损伤定位和相应的损伤程度定量方法对等截面连续梁损伤识别具有可行性。 展开更多

关键词 等截面连续梁 支座反力 影响线 曲率差分 损伤识别 损伤程度定量

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动水压力和PSI对深水高墩桥梁抗震性能的影响 被引量：4

12

作者 吴文朋 刘思思 +1 位作者 梁鹏 龙士国 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2021年第1期67-74,共8页

以我国西部地区某库区一深水高墩大跨连续刚构桥梁为工程背景,考虑动水压力、桩-土相互作用以及二者联合作用的影响,确定了六类不同的分析工况,利用OpenSEES源代码分析平台分别建立有限元模型,通过输入两组空间地震波进行非线性时程分析... 以我国西部地区某库区一深水高墩大跨连续刚构桥梁为工程背景,考虑动水压力、桩-土相互作用以及二者联合作用的影响,确定了六类不同的分析工况,利用OpenSEES源代码分析平台分别建立有限元模型,通过输入两组空间地震波进行非线性时程分析,讨论了动水压力和桩-土相互作用对深水高墩大跨桥梁动力特性和抗震性能的影响。研究结果表明,考虑动水压力和桩-土相互作用会降低高墩大跨桥梁的振动频率,且二者的影响主要体现在下部结构振型参与率较高的高阶模态;动水压力效应会增加高墩在地震作用下的动力响应,但桩-土相互作用对非线性分析结果的影响没有明显的规律;同时考虑动水压力和桩-土相互作用时,深水高墩桥梁的地震响应并不是简单的相互促进或相互抵消,而与地震动的大小、频谱特性等相关;强地震作用下桥梁结构的桩顶水平位移较大时,抗震设计中更适合采用"p—y曲线"法模拟桩-土相互作用效应。 展开更多

关键词 桥梁 动水压力 桩-土相互作用 动力特性 地震响应

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