考虑构件劣化的中小桥梁时变抗震性能研究

摘要

桥梁在正常服役时会遭受来自外界环境对构件的侵蚀以及地震灾害的冲击，对桥梁服役期间的安全性能产生不利影响.为探索中小跨径桥梁在构件劣化条件的时变抗震性能，以国内一座高速公路桥梁为例，基于概率分析方法建立了不同构件劣化情况下的时变劣化模型.采用OpenSees代码建立了桥梁的有限元模型，通过不断地更新桥梁OpenSee有限元模型，分析了在多构件劣化条件下对中小跨径桥梁抗震性能和易损性的时变影响规律.研究结果表明：随着劣化周期的延长，桥梁结构的关键力学性能参数，包括支座的剪切刚度、桥墩的箍筋和纵筋的屈服强度及其直径，以及保护层和核心区混凝土的抗压强度均呈递减趋势，而支座的摩擦系数则呈递增趋势；桥墩的损伤概率随着劣化周期的增长而递增，桥墩支座的纵向损伤概率递增，而横向损伤概率逐渐降低；不考虑桥台支座时变劣化时其损伤概率无时变劣化影响.在30 a的服役期时，桥台的损伤概率较其他构件最低，与其他服役期相比损伤概率基本保持一致；随着服役年限的增加，桥梁系统在4种不同损伤状态下的时变易损性概率均呈上升趋势.

关键词

桥梁工程 / 抗震性能 / 易损性 / 时变 / 构件劣化