基于性能的公路梁桥抗震评估中的地震波选择研究

摘要

在我国各级公路体系中，梁式桥数量最多，在历次大地震中震害也最严重，阻碍了抗震救灾、增加了次生灾害。目前，很多公路梁桥经过多年运营后技术状况水平每况愈下，更加导致了抗震能力的严重不足，在强震作用下极易发生重大破坏。对公路梁桥进行定期的抗震性能评估，并依据评估结果采取有针对性的抗震加固维修措施，是提高桥梁地震安全性的重要手段。但是，目前我国对于桥梁抗震性能评估既无相关的规范和标准可以遵循，也没有成熟的评估体系和方法可以参照实施。而且，由于国内外的桥梁结构形式、桥梁抗震规范等具有显著差异，国外的相关研究成果并不能直接应用于我国。因此，迫切需要对我国公路梁桥抗震性能评估方法展开深入研究。
　　目前，以全概率理论为基础、基于性能的地震工程学理论(Performance-BasedEarthquake Engineering，PBEE)已被国际上公认为未来结构抗震设计理论的发展方向，其核心部分——地震易损性分析不但可以应用于新建桥梁的抗震设计，也同样适用于已建桥梁的抗震性能评估。因此，本文将桥梁地震易损性分析方法应用于公路梁桥的两阶段抗震性能评估体系中，特别是在详细评估阶段。并针对PBEE理论强调地震学与结构抗震的有机结合这一重要特点，对以非线性动力时程分析方法为主的桥梁地震易损性分析中地震波的合理选择这一关键问题进行研究。论文的主要工作包括:
　　1.对国内外有关公路桥梁抗震性能评估的研究成果进行较为全面的综述，并对桥梁地震易损性分析理论进行研究;
　　2.针对包含初步评估和详细评估的两阶段公路梁桥抗震性能评估体系，将桥梁地震易损性分析作为公路梁桥抗震性能评估的重要方法，应用于详细评估阶段;
　　3.针对PBEE以全概率理论为基础、强调地震学与结构抗震的有机结合这一重要特点，研究地震波反应谱的概率分布特性（如均值、方差、概率分布等）对桥梁地震易损性分析的重要影响;
　　4.针对基于地震易损性分析的公路梁桥抗震性能详细评估方法，在不改变实际地震波原始特性的前提下，提出了一种基于目标谱匹配的实际地震波优化选择方法。

目录

声明

致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 概述

1．2 公路桥梁抗震性能评估方法研究现状

1．3 桥梁地震易损性分析理论

1．3．1 基于性能的地震工程学理论

1．3．2 桥梁地震易损性分析理论的发展

1．4 地震易损性分析中的关键问题

1．4．1 地震动关键特性的概率分布特征对桥梁地震易损性的影响研究

1．4．2 桥梁地震易损性分析中的实际地震波优化选择研究

1．5 本文主要研究内容

第二章 地震易损性分析在公路梁桥抗震性能评估中的应用

2．1 公路梁桥抗震性能的初步评估

2．2 公路梁桥抗震性能的详细评估

2．2．1 详细评估的方法

2．2．2 基于地震易损性分析的公路梁桥详细评估方法

2．2．3 算例分析

2．3 本章小结

第三章 梁桥地震易损性对于地震波反应谱概率分布特性的敏感性研究

3．1 概述

3．2 桥墩结构模型

3．3 实际地震波的选择

3．4 结构动力分析

3．4．1 概率地震需求预计

3．4．2 概率地震需求模型

3．4．3 地震易损性曲线

3．5 本章小结

第四章 基于目标谱匹配的实际地震波优化选择方法研究

4．1 概述

4．2 基于目标谱匹配的实际地震波优化选择方法研究

4．3 算例分析

4．3．1 包河大道高架桥工程场地条件

4．3．2 概率地震危险性分析

4．3．3 建立地震风险曲线

4．3．4 实际地震波的选择

4．4 本章小结

第五章 结论与展望

5．1 主要研究工作及结论

5．2 研究展望

参考文献

附录

攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况