基于地震危险性的桥梁网络震后运输能力分析

摘要

交通路网的震后性能对减少区域性灾害损失并加快重建有不言而喻的重要意义。地震发生以后，桥梁结构的损坏会导致部分甚至整个交通路网的中断，严重影响震后救灾工作。本研究初步建立了一套评估流程，可以判断出整个交通路网的可靠程度，有助于为交通路网系统管理者和政府决策部门提供救灾依据。
　　首先，本文运用了概率地震危险性分析方法，模拟震源、路径衰减，并结合桥梁材料参数的随机特性，提出桥墩和支座结构易损性曲线计算方法，继而采用一阶界限法，由桥墩和支座等结构构件易损性曲线建立桥梁系统易损性曲线。
　　然后，根据桥梁系统易损性曲线，评估出桥梁损伤水准和计算交通路网相应路段震后通行能力，结合带有路段能力限制的交通平衡配流模型，提出了一种以出行费用为评价标准的路网易损性计算方法。并分别从地震重现期和路网需求能力比两个因素出发，讨论整个交通路网的易损性变化情况。计算结果表明，这两个因素都对整个路网易损性有一定影响。
　　最后，由于混凝土龄期不足以及构件之间未形成一个整体，所以余震地区桥梁整个施工过程往往存在较大风险。本文基于以往地震发生记录，回归出余震发生概率模型，对桥墩定义开裂破坏、轻微破坏、中等破坏、严重破坏和完全破坏五种损伤指标，提出一种震后桥梁悬臂施工过程易损性计算方法。计算结果表明，整个桥梁施工过程中开裂破坏的超越概率接近40％，而发生完全破坏的超越概率不足5％，因此余震地区震后桥梁施工过程应更加重视轻微等级的损伤。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 概述

1．2 研究现状

1．2．1 桥梁地震易损性研究现状

1．2．2 交通路网地震性能研究现状

1．3 本文研究内容

第二章 地震桥梁易损性分析理论及方法

2．1 概述

2．2 桥梁理论易损性曲线的建立流程

2．3 破坏状态定义

2．3．1 桥墩易损性指标

2．3．2 支座易损性指标

2．4 系统易损性

2．4．1 一阶界限法

2．4．2 二阶界限法

2．5 地面运动的输入

2．5．1 概述

2．5．2 概率地震危险性分析

2．6 本章小结

第三章 交通路网分析

3．1 概述

3．2 交通系统的网络表示

3．3 平衡配流模型

3．3．1 标准用户平衡配流模型

3．3．2 带有路段能力限制的交通平衡配流模型

3．4 路段费用函数

3．5 震后路段通行能力计算

3．6 交通路网性能评估

3．7 本章小结

第四章 计算案例和讨论

4．1 公路网简介

4．2 桥梁模型的建立

4．2．1 桥例概述

4．2．2 桥梁有限元模型

4．2．3 钢筋混凝土桥墩的数值模拟验证

4．2．4 结构参数的不确定性

4．2．5 损伤指标

4．3 桥梁系统易损性曲线

4．4 路网易损性

4．5 本章小结

第五章 余震地区桥梁施工过程易损性分析

5．1 概述

5．2 余震模型

5．2．1 余震发生概率模型

5．2．2 地震动的生成

5．3 算例

5．3．1 钢筋混凝土桥墩简介与模拟

5．4 易损性分析

5．4．1 易损性指标

5．4．2 响应概率分布

5．4．3 易损性曲线

5．5 本章小结

结论和展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及参与科研项目