基于高斯过程模型的桥梁时变系统地震易损性分析

摘要

桥梁在长期服役过程中面临的氯离子侵蚀作用会导致材料性能退化，进而影响桥梁结构的抗震性能。准确评估服役桥梁的抗震性能可以有效保障和提高桥梁结构的安全性，因此开展考虑时变效应的桥梁地震易损性分析非常必要。考虑到地震易损性分析涉及大量的动力时程分析，计算效率很低，故采用高斯过程模型取代耗时的动力时程分析，旨在提高地震易损性分析效率。以一座三跨连续梁桥为例，探究氯离子侵蚀作用下桥墩材料性能的退化规律，建立纵筋、箍筋以及保护层和核心混凝土材料性能退化时变曲线；基于高斯过程模型和联合概率地震需求模型，建立桥梁系统在不同服役年限下的易损性曲线和曲面。结果表明：(1)氯离子侵蚀作用明显降低了桥墩钢筋混凝土材料的强度；(2)氯离子侵蚀作用明显提高了高等级损伤的桥梁地震易损性，结构更容易发生高等级损伤。

关键词

氯离子侵蚀 / 桥梁结构 / 地震易损性 / 时变效应 / 高斯过程模型

基金资助

国家重点研发计划(2021YFF0501001); 浙江省重点研发计划(2021C03154); 国家自然科学基金(51878235,42072310)