基于IDA方法的大跨度深水刚构桥地震损伤性能研究

• 作 者: 金佳敏
• 出 处: 北京交通大学
• 发表日期: 2016年01期
• 关键词: 深水刚构桥 损伤指标 增量动力分析 IDA曲线 地震易损性曲线 抗震性能评估

随着我国交通事业的快速发展,涌现出越来越多的连续刚构桥,特别是在地形复杂多变的我国西南和西北地区,大跨度连续刚构桥以其明显的经济性、适用性、安全性和美观性,得到广泛应用,成为大跨度深水桥梁的一种重要形式。然而,当前对于大跨度刚构桥尤其深水刚构桥的强震损伤特性还亟待研究。本文以某大跨深水连续刚构桥为工程背景,选取成组强震记录,使用IDA分析方法,对刚构桥在不同水深下的概率损伤状态进行了量化分析。主要的研究内容包括：(1)运用OpenSees有限元软件,同时考虑桩土相互作用及动水压力对桥梁的作用,建立不同水深(0m、12m、27m)的有限元模型,分析动水效应对深水桥梁的自振特性的影响程度；(2)选取了12条地震波,地震动峰值加速度从0.05g逐级增大到1.0g,使用IDA分析方法,对无水条件下的刚构桥进行分析,绘制出墩底、墩顶曲率以及支座位移的IDA曲线,总结不同地震动输入下IDA曲线的分布特点,并经统计分析得到对应的16%、50%、84%分位曲线,根据既有的损伤等级划分,评估结构在不同地震动强度时的损伤状态；(3)分别对水深为12m和27m的刚构桥模型进行IDA分析,绘制出墩底曲率和支座位移IDA曲线；对比不同水深下墩底截面在不同地震动强度时的损伤状态,可发现,内、外侧墩底曲率随着水深的增加而增大,水深增加会使墩底截面更早发生破坏；随着水深的增加,同一地震动强度下的支座位移也会略微增大。(4)根据IDA分析数据,经过统计得到不同工况下内、外侧墩底和支座各级损伤状态的易损性曲线。内、外侧墩底和支座各级损伤状态的超越概率随着地震动峰值加速度的增大而增大,随着水深的增加,内、外侧墩底各级损伤的超越概率明显增大,支座各级损伤的超越概率也有轻微的增加。