基于概率水文信息的桥梁基础冲刷风险及时变易损性分析

摘要

洪水作用下形成的基础局部冲刷坑是导致当前桥梁损毁的重要原因之一，而水文信息的不确定性和多层土冲刷对桥梁基础冲刷深度的预测精度有很大影响。为更加合理地评估服役期间桥梁结构的安全性能，建立了基于概率水文信息的桥梁桩基冲刷深度预测方法、风险评估曲线以及时变易损性分析模型。以某实际桥梁工程为案例展开分析，探讨了概率洪水冲刷对桥梁桩基时变承载能力、时变作用效应和时变失效概率的影响。研究结果表明，提出的方法能较好地预测随机流量情况下的基础冲刷深度与服役时间之间的关系。桩基冲刷深度预测值会随服役时间增加呈现先快后慢的增长趋势，表现为前50 a冲刷深度增加较明显，之后增加开始减慢。然而，水文信息的不确定性会导致预测结果的离散性较大，尤其是涉及多层土冲刷时。桩基时变承载能力均值和标准差的变化规律与冲刷深度的时变规律一致，相同服役时间内桩基水平承载力对冲刷深度更为敏感。概率冲刷条件下桩基的均值易损性和标准差都随服役时间的增加而逐年增大。

关键词

桥梁基础 / 概率性 / 洪水 / 水文信息 / 冲刷深度 / 易损性