桥梁碰撞伪能量半径时变谱分析方法和易损性分析

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1、国内图书分类号：TU375.4学校代码：10213国际图书分类号：624.014密级：公开工学硕士学位论文桥梁碰撞的伪能量半径时变谱分析方法与易损性分析硕士研究生：彭灏导师：李惠教授申请学位：工学硕士学科：防灾减灾与防护工程所在单位：土木工程学院答辩日期：2011年9月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TU375.4U.D.C:624.014DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringTHEBRIDGEPOUNDINGANALYSISMETHODUSINGPSEUDOENERGYRADIUSTIME-VARYINGSPE

2、CTRUMANDBRIDGEFRAGILITYANALYSISCandidate：PengHaoSupervisor：Prof.LiHuiAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：DisasterMitigationandProtectionEngineeringAffiliation：SchoolofCivilEngineeringDateofDefence：September,2011Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕

3、士学位论文摘要桥梁是城市生命线系统的重要组成部分之一,桥梁在地震中的破坏，除了产生必要的修复费用而造成经济损失之外，由于其通行能力的下降造成的对日常出行，震后救援救灾工作乃至对城市和地区发展的影响，都会造成一定的经济和社会损失。地震风险分析作为对地震损失进行量化的手段，以易损性分析工作为前提。除此之外，易损性分析也可以帮助我们有针对性的对桥梁系统的薄弱环节进行加固，并提高管理部门的应急反应能力。本文采用基于pushover分析的易损性分析法，目的在于保留其方便快速的优点，避免了采用时程分析法时大量地震动的选取和复杂计算。由于现有方法不适用于分析偏心桥梁的地震易损性，也没有考虑桥梁的联间碰

4、撞的影响，因此本文的研究目标在于对现有方法在此两方面进行完善。本文的主要研究内容有：1.介绍了伪能量半径法的基本原理，在此基础上提出了伪能量半径时变谱的概念，同时给出了利用地震动演化功率谱密度函数生成伪能量半径时变谱的方法，并基于此提出了计算线性单（多）自由体系之间碰撞效应的计算方法，可用于计算联间多次正碰撞和多次点面碰撞效应，所计算的结果具有平均意义，可为设计提供一定的建议。2.利用基于pushover方法的易损性分析法进行规则桥梁的纵向易损性分析，并在此基础上，给出了利用模态pushover方法进行非规则（偏心）桥梁易损性分析的方法步骤，并利用伪能量半径时变谱计算碰撞效应，对易损性分

5、析的结果进行修正，得到考虑联间碰撞因素的易损性曲线。3.选取一定的研究对象，通过opensees平台对其进行了建模并给出了碰撞效应计算以及规则和非规则桥梁易损性分析的算例。讨论了碰撞效应与桥梁伸缩缝间距以及地震地面运动强度之间的关系。关键词：碰撞；桥梁易损性；伪能量半径时变谱；pushover；模态pushover-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractBridgeisoneofthemostimportantcomponentsofurbanlifelinesystems.Thedamageofthebridgesinearthquakesmayleadto,notonly

6、thelossduetothenecessaryrestortioncostofthebridges,butalsothelossduetotheimpactonurbanresidents’dailytrips,assistanceactivitiesandurbanandregionaleconomycausedbythedecreasedtrafficcapacityafteranearthquake.Theseismicriskanalysis,whichactasthemethodologytoquantifytheloss,layitsfoundationonfragilit

7、yanalysis.However,besidestheroleitplaysinseismicriskanalysis,fragilityanalysiscanalsohelpusdecidewhichbridgesshouldbereinforcedfirstandenhancethegovernments’abilitytodealwithemergencies.Thispaperadoptthepushoveranalysi