飞鸽型独塔斜拉桥地震易损性分析

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随着人们对桥梁美学的不断追求,世界各国相继建造了众多造型优美的异形斜拉桥。近年来,围绕常规主塔形式的斜拉桥,相关学者针对其抗震性能开展了深入研究,并取得了丰硕成果,但很少对异形斜拉桥的抗震性能进行研究。为此,本文依托某飞鸽型独塔斜拉桥,采用数值分析方法开展地震易损性分析,主要研究内容如下:
  ①建立飞鸽型独塔斜拉桥分析模型,基于动力特性分析结果,采用双频段选波方法选取15条地震波,开展纵桥向和横桥向单条地震波的IDA分析和多条地震波的非线性时程分析,获取沿塔高方向的曲率和轴力分布规律以及主塔地震易损性分析控制截面。
  ②考虑地震动不确定性,以PGA为地震强度参数,分别开展15条地震波纵、横桥向IDA分析,通过回归分析方法,得到以PGA为变量的纵、横桥向控制截面概率地震需求模型。
  ③采用截面曲率作为主塔和过渡墩的损伤指标,利用X-TRACT软件对主塔和过渡墩控制截面开展弯矩-曲率分析,基于分析结果量化各控制截面在不同损伤状态下的指标值;采用墩梁相对位移作为支座的损伤指标,依据支座设计参数量化支座在不同损伤状态下的指标值。
  ④考虑材料强度的不确定性,采用简化分析方法,基于传统可靠度理论开展主塔、过渡墩和支座易损性分析,以得出各构件不同损伤情况的超越概率,以及主塔、过渡墩和支座易损部位及损伤次序。
  研究结果表明:飞鸽型独塔斜拉桥主塔在纵桥向地震作用下,塔底变截面处最易受损;在横桥向地震作用下,塔底截面处最易受损。在纵、横桥向地震动作用下,主塔和过渡墩易损性排序为:主塔>边跨过渡墩>中跨过渡墩;主塔自身纵、横桥向易损性对比:纵向>横向;过渡墩自身纵、横桥向易损性对比:横向>纵向。
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