基于耐震时程法的大跨度钢桁拱桥易损性分析

作     者：余琦 郑史雄 丁自豪 陈志强 邹作家 贾宏宇 YU Qi;ZHENG Shixiong;DING Zihao;CHEN Zhiqiang;ZOU Zuojia;JIA Hongyu

作者机构：西南交通大学土木工程学院成都610031 成都大学建筑与土木工程学院成都610106 

出 版 物：《铁道标准设计》 (Railway Standard Design)

年 卷 期：2024年第68卷第6期

页      面：106-113页

学科分类：081406[工学-桥梁与隧道工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(52178169) 

主　　题：大跨度拱桥 地震易损性 耐震时程法 概率地震需求模型 不确定性 增量动力分析 

摘      要：为克服复杂桥梁结构在地震易损性评估时需要进行大量非线性时程分析的不足,提出一种基于耐震时程法(ETM)的易损性分析方法用于桥梁结构易损性的快速评估。首先,基于ETM合成了若干条耐震时程曲线(ETA),将其与概率地震需求模型相结合。随后,考虑桥梁模型的不确定性,借助OpenSEES建立一座大跨度上承式钢桁拱桥的有限元模型样本库,并分别使用ETM和增量动力分析(IDA)法对其中的桥梁模型进行时程分析并得到典型构件的易损性曲线,将二者结果进行对比以验证ETM的适用性。最后,利用验证后的方法分析该桥各构件纵向地震下的易损性。结果表明:ETM与IDA所得结果的相对误差基本控制在5%以内,说明基于耐震时程的易损性方法可有效兼顾分析效率和计算精度;在纵向地震作用下,上承式钢桁拱桥的引桥墩和交界墩在50%中等损伤概率下的地震动强度指标仅为0.597g和0.972g,远小于其他构件,说明混凝土桥墩为最易损构件;拱肋和立柱在地震作用下发生破坏的概率较小,但拱顶和拱脚相对薄弱;设置固定支座的短立柱在纵向地震作用下易发生损伤,可通过改变拱上立柱的支座布置形式进行优化。