基于全寿命周期与材料劣化的桥梁抗震可靠度研究

摘要

为研究桥梁服役期间材料性能劣化对抗震性能的影响，该文基于钢筋锈蚀原理和菲克第二定律，分析了钢筋与混凝土材料性能的劣化规律，并得到了橡胶支座性能随时间的退化规律，结合地震易损性与危险性理论，提出了桥梁抗震可靠度计算方法。以一座钢筋混凝土箱形梁桥为例，计算得到了该桥的地震易损性曲线、危险性曲线以及全寿命周期内的抗震可靠度。研究结果表明：（1）不同损伤状态下桥梁超越概率均随着峰值加速度a_PGA的增大而不断增大，其中墩柱与支座共同劣化对桥梁地震损伤影响最大，墩柱劣化对桥梁地震损伤的影响大于支座劣化；（2）桥梁服役年限越长，同一地震烈度下的桥梁超越概率越大，但增加的幅度随服役时间的增长而不断减小；（3）随着服役时间的增加，桥梁在各损伤状态下的抗震可靠度指标不断减小，其中，墩柱与支座共同劣化下的桥梁抗震可靠度下降最为明显，仅墩柱劣化相较于仅支座劣化对桥梁抗震可靠度的影响更大；（4）桥梁服役时间越长，考虑材料性能劣化与不考虑材料性能劣化的抗震可靠度差值越大。

关键词

桥梁 / 材料性能劣化 / 抗震可靠度 / 地震易损性曲线 / 地震危险性曲线