洪水条件下老漳河特大桥风险评价研究

摘要

桥梁、渡槽等跨河流、沟谷的重要建筑物,是生命线工程中的喉结,它的安全和不间断工作是线路畅通的重要环节。由于洪水灾害发生十分频繁,从而导致的交通断路现象时有发生。为了保证道路的安全畅通,消除洪水灾害威胁,对跨河桥梁进行防洪风险分析则显得尤为重要,这不仅可以合理的控制建筑物在生命周期内的风险,也有助于优化设计和制定科学的维护管理计划,降低损失成本。
　　 本论文主要针对桥梁的冲刷风险、撞击风险和桩基承载力风险进行研究,依托邢衡高速公路老漳河特大桥。主要对以下几方面进行的研究:
　　 (1)洪水作用下桥梁风险分析方法的分析与综述。
　　 (2)应用模糊随机可靠度理论,确定桥梁基础冲刷的破坏分级,构建三级破坏隶属度函数,建立了桥梁基础防冲刷的极限状态方程,通过MATLAB实现JC法求解桥梁的冲刷可靠度。通过老漳河特大桥计算数据得出:随着洪水流量的增大,洪水频率则越小,冲刷深度则越大,且老漳河特大桥桩基长度存在优化空间。
　　 (3)对于在洪水作用下桥墩受漂浮物撞击,主要考虑了浮木等物体,进行了不同角度的撞击力计算。
　　 (4)针对桥梁失效概率较小,采用蒙特卡罗模拟需要庞大计算的问题,提出了应用基于序列子集(Subset)的马尔可夫链蒙特卡罗(MCMC)方法,这种方法不仅可以模拟任意分布的随机变量,也可以在保证模拟精度的同时,大大减少随机变量的抽样次数。将该种方法应用于桥梁桩基承载力风险的计算,建立在正常运行和在洪水状态下的桩基承载力极限状态方程,通过MATLB编程,得到单桩承载力的风险概率。以老漳河特大桥为例,在两种情况下的桩基承载力均满足安全要求。
　　 (5)对本论文的研究工作进行了总结,今后的研究重点进行了展望。