| 摘 要： | 随着综合国力迅速提升,我国进行了大规模的公路网络建设,兴建了数以万计的公路桥梁,为整个经济社会的可持续发展提供了有力支撑。然而,国内外历次大地震中有大量公路桥梁发生破坏,这极大地降低了公路交通的通行能力,严重阻碍应急救援工作和城市日常生活。我国是遭受地震灾害最多的国家之一,因此,在我国开展公路桥梁地震易损性研究具有重要的现实意义。本文在对汶川地震公路桥梁调查数据深度挖掘整理和全面归纳总结之基础上,采用多种方法比较系统地研究了当代公路桥梁的地震易损性,还开展了基于公路桥梁震害评定地震烈度的研究,旨在更好地服务于公路桥梁的震害预测和损失评估、震后可恢复性研究、交通系统的地震风险分析,以及应急救灾决策的制定和完善抗震设计理论等工作,从而达到减轻桥梁震害和提高救援效率之目的。论文主要完成了以下工作:(1)针对低烈度区公路桥梁调查数据不完备、遗漏大量基本完好桥梁的实际情况,按照烈度区面积与调查桥梁数量相近的原则对低烈度区的调查数据进行了补充估计,利用常见的几种经验分布函数拟合了破坏概率直方图,对公路桥梁的易损性矩阵进行了改进,还分析了地震地质灾害的影响。(2)合理地估计了桥址处的PGA数值,基于补充后的调查数据建立了一系列"桥梁-破坏等级-桥址处PGA"样本对,采用最大似然估计法确定了易损性函数中的待定参数,给出了汶川地震公路桥梁的经验易损性曲线,比较分析了拱桥与梁桥之间的易损性差异,并探讨了桥梁规模对易损性的影响。(3)基于SAP2000建立了9种工况下的连续梁桥有限元分析模型,选取36条典型地震动记录为输入,考虑支座和桥墩的非线性行为,进行了桥梁非线性时程分析,在此基础上首先建立了支座和桥墩两种构件的易损性曲线,随后利用一阶界限法合成了整座连续梁桥的易损性曲线,并讨论了不同支承方式对地震易损性的影响,同时验证了桥梁规模对地震易损性的影响规律。(4)通过统计整理近2 000座公路桥梁的详实震害资料,分别得到了拱桥和梁桥的主要震害类型,探讨了它们的发生概率与不同地震烈度的对应关系,分析了关键构件的破坏程度随地震烈度的变化规律。最后,以桥梁破坏等级和典型震害的形式分别提出了评定地震烈度的建议指标,并进行了对比分析和验证。
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