地震影響下的公路橋梁網(wǎng)絡(luò)易損性分析及算法改進(jìn).pdf

1、交通路網(wǎng)在社會中扮演著舉足輕重的角色，而橋梁更是各類路網(wǎng)中的關(guān)鍵節(jié)點。一旦路網(wǎng)中的橋梁在外界環(huán)境因素（如地震）的作用下發(fā)生破壞，可能導(dǎo)致部分甚至整個交通網(wǎng)絡(luò)中斷，對網(wǎng)絡(luò)可靠性造成不可忽視的影響。然而，我國大部分標(biāo)準(zhǔn)跨度的公路簡支梁橋通常具有相同的抗震設(shè)防分類，并按照所在場址的區(qū)劃烈度進(jìn)行抗震設(shè)計，使得同一區(qū)劃內(nèi)相同結(jié)構(gòu)類型的橋梁抗震強(qiáng)度儲備相同。而實際上，同一區(qū)劃內(nèi)各處的地震強(qiáng)度卻并非一致，導(dǎo)致各別抗震強(qiáng)度儲備不足的橋梁可能在地震作用下

2、發(fā)生破壞。因此，本文從地震小區(qū)劃的角度出發(fā)，對一定區(qū)域內(nèi)潛在的地震危險性進(jìn)行分析，結(jié)合橋梁地震易損性計算，評價多水準(zhǔn)地震作用下的交通路網(wǎng)易損性。
　　本文運用考慮地震活動時空不均勻性的概率地震危險性分析(China ProbabilisticSeismic Hazard Analysis，簡稱CPSHA)方法獲得了研究區(qū)域內(nèi)各場點不同重現(xiàn)期下的地震動強(qiáng)度和反應(yīng)譜參數(shù)。將地震動反演得到的地震動樣本輸入橋梁非線性有限元模型，計算橋梁結(jié)

3、構(gòu)在地震作用下的動力響應(yīng)從而對其進(jìn)行易損性分析。根據(jù)計算所得路網(wǎng)中各橋梁節(jié)點在指定強(qiáng)度地震作用下的結(jié)構(gòu)超越概率，自編連通可靠度計算程序分析路網(wǎng)在地震作用下的可靠性。在此基礎(chǔ)上提出Target_Order算法并通過算例驗證了其計算結(jié)果的有效性。此外，通過定義“路徑長度”計算模型，利用最短路算法解決了地震作用下連接網(wǎng)絡(luò)中任意兩地間的最優(yōu)路徑問題。
　　對比發(fā)現(xiàn)，CPSHA方法考慮了我國板內(nèi)地震活動時空分布非均勻性的特點，更適于我國的概

4、率地震危險性分析工作。易損性計算結(jié)果表明，在50年超越概率10％的地震作用下，10號、37號、39號、40號等場地中的橋梁的損傷概率較大，可加強(qiáng)日常的維護(hù)管理及加固。此外還發(fā)現(xiàn)，網(wǎng)絡(luò)連通可靠度的上、下限會隨著排序網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)個數(shù)的增加而相互逼近并趨于穩(wěn)定，且其逼近速率會受到地震風(fēng)險水平的影響。本文提出的Target_Order算法與之前算法相比，在大規(guī)模復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用上具備更高的計算精度及計算效率。研究結(jié)果可為西南地區(qū)工程項目的抗震設(shè)計提供