本文關(guān)鍵詞：地震影響下的公路橋梁網(wǎng)絡(luò)易損性分析及算法改進

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【摘要】：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,我國大部分標準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)類型的橋梁抗震強度儲備相同。而實際上,同一區(qū)劃內(nèi)各處的地震強度卻并非一致,導(dǎo)致各別抗震強度儲備不足的橋梁可能在地震作用下發(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行分析,結(jié)合橋梁地震易損性計算,評價多水準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 Probabilistic Seismic 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)構(gòu)在地震作用下的動力響應(yīng)從而對其進行易損性分析。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,可加強日常的維護管理及加固。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)計提供設(shè)計地震動參數(shù),可供橋梁管理者和政府部門在制定橋梁優(yōu)先維護決策以及抗震救災(zāi)決策時參考和借鑒。
【關(guān)鍵詞】：CPSHA 橋梁地震易損性分析 連通可靠度 Target_Order算法 最優(yōu)路徑
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U442.55
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 緒論11-18
• 1.1 引言11-12
• 1.2 地震危險性分析12-14
• 1.2.1 地震危險性分析的分類12
• 1.2.2 PSHA方法的研究進展12-14
• 1.3 交通網(wǎng)絡(luò)可靠性指標14-17
• 1.3.1 交通網(wǎng)絡(luò)可靠性指標分類14-16
• 1.3.2 指標選取16-17
• 1.4 本文研究內(nèi)容17-18
• 第2章 概率地震危險性分析方法概述18-28
• 2.1 原始PSHA方法簡述18-20
• 2.2 CPSHA方法簡述20-23
• 2.3 CPSHA方法對原始PSHA方法的改進23
• 2.4 區(qū)域地震活動性23-27
• 2.4.1 地理位置23-25
• 2.4.2 區(qū)域地震目錄的建立25
• 2.4.3 區(qū)域地震活動空間分布特征25-26
• 2.4.4 地震統(tǒng)計區(qū)劃分26-27
• 2.4.5 地震統(tǒng)計區(qū)未來地震活動水平27
• 2.5 本章小結(jié)27-28
• 第3章 場地地震危險性分析28-37
• 3.1 地震統(tǒng)計區(qū)的劃分及地震活動性參數(shù)的確定28
• 3.2 潛在震源區(qū)的劃分及地震活動性參數(shù)的確定28-30
• 3.3 確定地震動衰減關(guān)系30
• 3.4 計算場點的地震危險性30-33
• 3.5 地震危險性計算結(jié)果33-35
• 3.6 本章小結(jié)35-37
• 第4章 橋梁地震易損性分析37-50
• 4.1 鋼筋混凝土橋墩的數(shù)值模擬38-39
• 4.2 非線性動力時程分析39-40
• 4.3 橋墩損傷指標40-43
• 4.4 理論易損性曲線的建立43-49
• 4.5 本章小結(jié)49-50
• 第5章 震后橋梁網(wǎng)絡(luò)連通可靠性分析50-71
• 5.1 連通可靠度50-52
• 5.2 ORDER算法52-54
• 5.3 網(wǎng)絡(luò)模擬及連通可靠度計算54-60
• 5.4 連通可靠度算法改進60-67
• 5.5 最優(yōu)路徑的確定67-70
• 5.6 本章小結(jié)70-71
• 結(jié)論與展望71-73
• 致謝73-74
• 參考文獻74-80
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及科研成果80-81
• 發(fā)表論文80
• 科研成果80-81
• 附錄181-82

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本文編號：771457