下承式钢管混凝土拱桥易损性分析

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结构的易损性是指意外事件作用下结构发生损毁的难易程度,桥梁作为交通运输系统的重要枢纽工程,其在意外事故及自然灾害下发生损伤将导致严重后果,因此对其进行易损性分析尤为重要。吊杆断裂是目前中、下承式拱桥面临的主要病害,而地震作用也是引起桥梁结构损伤和倒塌的主要原因。本文拟从吊杆断裂作用和地震作用两个角度出发,以一座下承式钢管混凝土拱桥为研究对象,基于拓扑易损性和地震易损性分析理论,对吊杆断裂和地震作用下钢管混凝土拱桥的易损性进行分析研究。本文主要研究内容如下:(1)介绍了钢管混凝土拱桥在我国的发展概况,对中、下承式拱桥面临的主要病害进行了归纳分析,并结合国内外吊杆断裂易损性和地震易损性的分析研究现状,点明了下承式钢管混凝土拱桥易损性分析中存在的问题。(2)采用ANSYS软件和Midas/Civil软件分别建立下承式钢管混凝土拱桥的有限元模型,并从静力和动力两个方面对计算结果进行对比分析,以此验证有限元模型的正确性。(3)对比分析了现有的吊杆断裂模拟方法,选取最合适的半动力模拟法对吊杆断裂进行分析,并对吊杆断裂瞬态动力分析中所涉及到的阻尼和吊杆失效时间进行了分析研究,依托灰色关联度理论寻求整体性的易损性评价指标,对吊杆断裂易损性进行了分析。(4)介绍了地震易损性分析理论,选取了适用于桥址场地条件的地震波,以支座、拱肋和系梁作为研究对象,采用“频数统计法”建立了这三种构件的地震易损性曲线;同时考虑桥梁不同构件的重要程度,引入权重对桥梁系统易损性曲线的建立方法进行了探讨,建立了桥梁系统的地震易损性曲线。
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