桥梁复合随机地震易损性分析方法研究及应用

影响桥梁地震安全的不仅是地震强度,还包括桥梁结构材料强度、结构尺寸,以及其离散分布特征等,这些因素也不是唯一确定的,而是随机的。传统的桥梁地震易损性分析方法已无法满足要求,需要充分考虑地震、材料等因素的随机性。为了更加全面而充分地确定在多种不确定因素综合影响下,桥梁结构的地震易损性分布及影响规律,采用全概率方法进行桥梁地震易损性分析。针对目前结构地震易损性分析方法的不足,引入人工神经网络和蒙特卡罗技术,采用动量增量分析方法和推倒分析方法,同时考虑了桥梁结构参数的随机性和地震动输入的随机性,提出了桥梁复合随机地震易损性分析方法。主要分析步骤为:首先,分别对随机桥梁结构的抗力和随机地震响应进行特征统计,在此基础上,再应用蒙特卡罗和神经网络技术对桥梁结构在不同损伤状态下的超越概率进行统计,绘制桥梁结构复合地震易损性曲线。复合随机地震易损性分析方法从全概率的角度比较全面地反映了桥梁结构的地震易损性,并具有以下特点:(1)采用神经网络仿真结构随机性的非线性分析,大大提高了计算效率;(2)采用充足地震波进行动量增量分析,从而考虑了地震强度的随机性;(3)采用蒙特卡罗随机抽样分析方法,避免了求解析解的困难。     

近断层多脉冲地震作用下桥梁墩柱地震风险分析

桥梁墩柱是桥梁结构中的关键构件,为研究近断层多脉冲地震动对桥梁墩柱地震风险的影响,采用场地地震危险性、结构地震易损性和结构震后损失3项参数进行综合评估,以PGA为地震动强度指标,分析某8度设防场地的地震年均发生概率,利用OpenSees建立某桥梁墩柱有限元模型并给出其结构的易损性曲线,结合损失比得到桥梁墩柱结构的年均预期损失比分布对比曲线和年均预期损失比。结果表明:随着地震动强度的增大,其对应的年均发生概率反而减小,在小于0.3g范围内的年均地震动发生概率最大;能量最强方向地震时程对应易损性曲线的上限,水平最强方向上的显著小波分量不适合分析桥梁墩柱结构的地震风险,水平单向地震动低估了墩柱的年均预期损失比;对于桥梁墩柱的地震风险而言,能量最强方向上的地震时程对应着桥梁墩柱地震风险的最不利情况。     

高桥墩桥梁抗震分析方法

近年来,在我国西部高烈度地震区出现了许多高墩桥梁,在强地震作用下高桥墩桥梁的反应与低桥墩桥梁相比具有明显的非线性行为,其中包括几何非线性和材料非线性,但是在现行规范中对高桥墩桥梁的抗震分析没有具体规定。本文总结了高桥墩桥梁的地震反应特点,以及高桥墩在地震作用下非线性行为的作用原理,并在此基础上系统总结基于弹塑性桥墩模型的地震反应分析过程,为以后此类高墩桥梁的地震反应分析提供可以借鉴的方法。     

大震条件下的桥梁震害浅析

近几年来,世界范围内发生多次强烈地震,不仅造成了重大的人员伤亡,而且损毁了城市的基础设施,特别对桥梁结构造成了严重的损毁破坏,导致了巨大的财产损失。与桥梁结构抗震相关问题的研究工作变得尤为迫切。本文对2007年至今国外典型地震中桥梁震害资料进行了收集和整理,首先统计了桥梁震害的主要形式。然后以日本新澙地震、秘鲁地震和智利地震3个地震实例作以典型震害的具体介绍。最后以震害为依据给出桥梁抗震设防的对策浅析。     

曲线桥的空间地震响应分析

对于山区桥梁来说,由于地形的限制,桥梁一般位于平、竖曲线上。这种桥梁的地震响应有着其自身的特点。梁桥仍然是公路建设的主要桥型。用自编的梁桥地震响应分析程序,对此类桥梁进行了计算和分析,总结了此类桥梁的地震响应特点,提出了抗震设计的一些建议。     

傍山线简支梁桥的动力特点及地震响应分析

利用有限元分析软件对傍山线地形下的某桥梁进行地震响应特性分析,研究傍山线地形下简支梁桥的动力特性及地震响应特点.结果表明:结构的一阶振型存在桥墩的扭转.地震作用下,傍山线桥梁横向两个桥墩的地震响应不同,桥梁存在扭转现象.     

曲线桥梁弯扭耦合减震半主动控制分析

理论研究与震害经验表明,地震时曲线桥梁会产生弯扭耦合振动。为了减少弯扭耦合的地震反应,提出了利用压电摩擦阻尼器进行曲线桥梁地震反应半主动控制的方法,建立曲线桥梁空间有限元模型,在桥台支座部位设置半主动控制阻尼器,在不同地震波入射角情况下分析了半主动控制算法的减震效果。结果表明,半主动控制界限Hrovat最优控制算法能有效地减小曲线桥梁地震反应,其控制效果优于简单Bang-bang控制算法,而始终提供最大阻尼力的被动控制方法会增大桥梁地震反应,并不是被动控制阻尼力越大越好。     

公路大跨度桥梁建设期抗震设防标准研究

针对桥梁结构建设期间的抗震性能存在较大风险、国内公路桥梁在建设期一般没有考虑地震作用影响的问题,基于现行桥梁抗震设计规范重要性系数的概念,根据设计基准期、烈度、超越概率及地震重现期关系,研究了公路大跨度桥梁建设期的设防标准和抗震重要性系数,通过数值模拟,采用所推荐标准与抗震重要性系数评估了西部高烈度区一座T形刚构桥在建设期的抗震性能,并与成桥状态桥梁抗震性能比较。结果表明:大跨度桥梁建设过程中地震响应规律与成桥状态不同,对于桥梁建设期抗震,建议建设期在5年内的桥梁采用5年设计基准期超越概率10%的地震动,建设期超过5年的桥梁采用桥梁抗震设防类别E1地震作用;要求建设期桥梁在地震作用下处于弹性状态。     

山区高墩桥梁抗震概念设计探讨

通过对国内外特大地震中桥梁震害的调查研究,总结地震区高墩桥梁震害的主要形式。针对高墩桥梁的地震破坏形式,对高墩桥梁的抗震概念设计进行探讨研究,同时提出必要的抗震构造措施,为高墩桥梁的抗震设计提供有益的参考。     

基于非参数核密度估计的桥梁结构地震易损性分析

针对桥梁结构构件常用地震易损性分析方法的不足,提出桥梁构件地震易损性分析的核密度估计方法。基于结构地震易损性条件概率的基本定义,重新定义易损性函数,采用概率统计中的非参数估计的核密度估计思想,实现地震动和抗震需求的联合概率密度分布函数、地震动边缘分布概率密度函数的估计,据此构建桥梁结构构件地震易损性的核密度估计算法。用Bootstrap重抽样方法验证所提易损性算法的正确性和可靠性。以一座刚构-连续组合体系桥梁为例,结合桥梁结构抗震设计规范,构建基于OpenSees软件平台的有限元模型,考虑结构参数不确定性和地震动的不确定性,基于增量动力分析和核密度估计,分析桥梁构件的地震易损性。同时分别用结构易损性分析参数估计的最大似然估计法和概率地震需求分析法、非参数估计的蒙特卡罗法计算结构地震易损性曲线,对比讨论4种结构地震易损性分析方法的结果,验证所提方法的正确性和可靠性。研究结果表明:相同计算精度条件下,所提桥梁结构地震易损性分析的核密度估计方法具有较好的计算效率,可用于桥梁结构构件的地震易损性分析中。     

减震支座对梁式桥地震反应地影响

在桥梁的抗震设计中，桥梁的地震反应分析是一个重要的环节。研究桥梁地震反应分析，对于了解桥梁各个部分（梁体、桥墩、基础、支座等）之间的作用机理，了解影响桥梁抗震设计方法都是极为重要的。本文研究支座对常规染式桥地震反应地影响，为进行桥梁的抗震设计提供了一种思路。     

大跨度钢桁梁拱桥的地震响应分析

建立完善的桥梁计算模型,分析桥梁的自振特性,通过反应谱分析、时程反应分析、功率谱法、考虑行波效应对桥梁地震反应的影响,对大跨度钢桁梁拱桥进行地震响应分析。     

近断层地震动对隔震桥梁地震反应的影响

采用Midas/Civil对隔震桥梁进行了不同类型多维地震动作用下的地震反应分析,研究了近断层脉冲型地震动及其特性对隔震桥梁地震反应的影响,表明近断层脉冲型地震动使隔震桥梁的地震反应明显增大,隔震支座的水平变形较大,易造成支座破坏,甚至产生落梁;结构的地震反应随着地震动PGV/PGA的增大而近似呈线性增大,其中PGV/PGA对支座位移和梁体位移的影响最大。因而在近断层区域进行隔震桥梁设计时应重点考虑地震动的脉冲效应对桥梁地震反应的影响。     

汶川地震桥梁震害经验及抗震研究若干新进展

2008年5月12日我国四川省汶川县发生8.0级大地震,造成大量公路桥梁破坏,并为桥梁抗震研究留下了众多资料.总结了汶川地震桥梁震害经验,认为宜重视桥梁近断层地震动响应及防落梁措施、小半径曲线梁桥地震防倒塌设计、桥梁延性抗震设计及细部配筋和深水高桥墩地震损伤及控制等抗震问题.综述了课题组近些年对桥梁抗震研究的若干新进展...     

关于台湾地震中桥梁吸取的教训

1999年9月21日,台湾中部经历了一场破坏性的地震。这场地震导致公路桥梁,包括按现代抗震规范设计的桥梁严重损坏。介绍震后对受灾桥梁调查的初步结果和应吸取的教训。     

铅芯橡胶支座减隔震效果分析

以打杏坡大桥为工程依托,简要介绍铅芯橡胶支座。运用Midas civil有限元软件建立打杏坡大桥三维有限元动力模型,分析并比较采用普通支座或铅芯橡胶支座的桥梁在E2地震作用下的桥梁结构地震响应,着重分析铅芯橡胶支座对桥梁减隔震的效果。分析结果表明,铅芯橡胶支座可有效延长桥梁自振周期,大幅改善桥梁在地震中的受力情况,具有很强的耗散地震力的能力。     

关于惠州市桥梁抗震设计的探讨

桥梁作为现代交通重要运输通道,对于抵抗地震作用的要求很高。首先对桥梁在地震作用下的主要破坏形式及桥梁抗震设计进行了总结,然后以惠州市为代表,论述了低烈度地区桥梁抗震设计的基本思路和方法,有关经验可供相关专业人员参考。     

大跨径Y形钢箱肋拱桥地震风险评估

为解决现有桥梁地震失效概率计算方法耗时长、计算复杂的问题，提出了一种联合响应面法(RSM)和蒙特卡洛法(MCM)的评估方法，并以此对泾河大桥的地震风险进行了评估。首先通过Midas Civil建立有限元模型，计算桥梁在不同程度地震有效峰值加速度作用下的地震响应，以副拱中部位移为响应值，利用响应面法构建地震有效峰值加速度与位移值的响应模型，求解完成后检验响应模型的精度，最后根据蒙特卡洛原理建立风险极限状态方程，计算得到桥梁在地震作用下的失效概率。研究结果表明，Y形钢箱肋拱桥的地震风险概率为1.81%,桥梁比较安全；RSM的拟合效果较好，能够准确求出影响因子与计算目标的关系；联合响应面法和蒙特卡洛法能够快速、准确地对桥梁地震风险进行评估。     

减震技术在公路桥梁中的应用及地震反应分析

采用动态时程分析方法对某桥的常规抗震方案及采用的铅销橡胶支座减震方案进行了对比计算,对桥梁的水平向和竖向地震反应进行了分析,计算结果表明,当遭受强地震作用时,减震桥梁相对于抗震方案,桥墩水平位移可以得到显著的降低,桥梁的竖向地震反应是不容忽视的.     

现代城市桥梁抗震性能评估及其安全对策

我国是地震频发的国家,唐山、汶川、玉树等地震给人民的生命财产造成了严重的损失。由地震引起的城市桥梁结构破坏除了造成直接损失外,还会切断救援生命线,致使救援队伍和救援物资难以及时到达灾区,严重影响了灾后的救援工作。该文就现代城市桥梁的抗震性能评估方法和桥梁抗震设计的安全对策进行探讨,希望能够给以后的桥梁建设工作提供一些借鉴。