考虑墩–梁碰撞效应的连续刚构桥系统易损性与概率地震风险性分析

郑国足; 焦应乾; 石岩; 王文仙; 朱惠强

doi:10.15961/j.jsuese.202200981

工程科学与技术 ›› 2024, Vol. 56 ›› Issue (03) : 147 -159. DOI: 10.15961/j.jsuese.202200981

考虑墩–梁碰撞效应的连续刚构桥系统易损性与概率地震风险性分析

郑国足, 焦应乾, 石岩, 王文仙, 朱惠强

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摘要

为研究连续刚构桥主梁与过渡墩碰撞效应对其地震系统易损性和概率地震风险性的影响，以一座主桥跨径为（120+220+120）m的连续刚构桥为研究背景，通过模拟实际施工过程以获得真实成桥内力状态，基于等效荷载法建立考虑该内力状态的动力弹塑性分析模型，采用Hertz–damp接触模型考虑包括主梁与过渡墩碰撞在内的伸缩缝处碰撞效应。选取90条具有速度脉冲的脉冲型近断层地震动沿纵桥向输入，通过时程分析解释了墩梁碰撞过程和破坏机理；采用增量动力分析法，建立考虑桥墩和支座权重系数的全桥复合系统易损性曲线，并与一阶界限法串联模型下限和并联模型上限系统易损性曲线进行对比，将场地危险性函数与易损性函数卷积，建立概率地震风险曲线，考察桥梁系统易损性、概率地震风险性及墩梁碰撞效应的影响。结果表明，若忽略过渡墩与主桥梁体的碰撞效应，将会低估过渡墩的位移反应3～5倍，低估其地震风险性概率120%；当地震动强度为0.2g～0.6g时，轻微破坏和中等破坏的损伤概率被低估了35%～80%；地震动强度为0.6g～1.5g时，严重破坏和完全破坏分别被低估13%～68%和15%～59%。