考虑地震动空间变化效应的多跨连续梁桥地震易损性分析

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连续梁桥是公路铁路交通中经常采用的一种桥梁结构类型。近年来,连续梁桥跨度不断增大,这导致地震动空间变化效应成为桥梁抗震性能评估中不能忽视的因素。基于此,本文对多跨连续梁桥进行了地震易损性分析,获得了空间变化地震动作用下的地震易损性曲线,并与一致地震激励下的易损性曲线进行了比较,研究了地震动空间变化效应对连续梁桥易损性的影响。首先,以一总跨度为636米的多跨连续梁桥为工程对象,利用Opensees建立了桥梁结构的非线性有限元模型,对结构动力特性进行了分析。采用谱表现方法,以峰值加速度PGA为地震强度指标,模拟了不同强度下地震动时程样本,包含一致地震激励与空间变化地震动样本时程各20组。全部地震动样本时程进行了基线调整。之后,把地震动模拟时程加载至桥梁有限元模型中进行结构非线性时程分析,分别得到桥梁结构在一致地震激励下与空间变化地震动下的结构响应。提取分析响应中的桥梁墩顶位移、墩底弯矩、墩底剪力、主梁轴力,分析了地震动空间变化效应对结构响应的影响。最后,分别计算了一致地震激励与空间变化地震动下各损伤等级的易损性函数,绘制了对应的易损性曲线,并以此为依据对桥梁结构整体抗震性能进行了评价,分析了地震动空间变化效应对多跨连续梁桥易损性的影响。同时建立了连续梁桥在相同损害程度下一致激励与空间变化地震动的峰值加速度关系。本文为进一步研究地震动空间变化效应对大跨桥梁结构地震易损性的影响机制提供了参考,同时也为多跨连续梁桥的抗震设计提供了技术支持。
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