基于监测数据的大跨桥梁地震易损性研究

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1、学校代码：10286分类号：TU375密级：公开UDC：624学号：151055工程硕士学位论文基于监测数据的大跨桥梁地震易损性研究研究生姓名：吴佳佳导师姓名：张建教授张宇峰研高工申请学位类别工程硕士学位授予单位东南大学工程领域名称建筑与土木工程论文答辩日期2018年6月4日研究方向结构工程学位授予日期20年月日答辩委员会主席周臻教授评阅人S1800475、S18004762018年6月5日工程硕士学位论文基于监测数据的大跨桥梁地震易损性研究专业名称：建筑与土木工程研究生姓名：吴佳佳导师姓名：张建教授张宇峰研高工RESEARCHONSEISMI

2、CFRAGILITYOFLONG-SPANBRIDGESBASEDONMONITORINGDATAADissertationSubmittedtoSoutheastUniversityFortheProfessionalDegreeofMasterofEngineeringBYWUJiajiaSupervisedbyProf.ZHANGJianSchoolofCivilEngineeringSoutheastUniversityMay2018东南大学学位论文独创性声明Ｂ本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研

3、宄成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研宂成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研宄所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。、ｗ玫６．７研究生签名：：曰期东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研宄所、国家图书馆、《中国学术期刊（光盘版）》电子杂志社有限公司、万方数据电子出版社、北京万方数据股份有限公司有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保

4、存论文。本人电子文档的一内容和纸质论文的内容相致，，可以。除在保密期内的保密论文外允许论文被查阅和借阅公布（包括以电子信息形式刊登）论文的全部内容或中、英文摘要等部分内容。论文的公布（包括以电子信息形式刊登）授权东南大学研究生院办理。□研究生签名：导师签名：期：摘要基于监测数据的大跨桥梁地震易损性研究硕士研究生：吴佳佳导师：张建、张宇峰摘要大跨桥梁作为交通工程中的重要枢纽，为地区的经济文化发展做出了重大贡献，历史多次大地震灾害对交通工程，特别是桥梁结构造成了严重的破坏。因此，地震易损性研究对于大跨桥梁的安全运营有着重要意义。

5、以往桥梁地震易损性研究中的桥型大部分是规则的连续梁桥，而对斜拉桥、悬索桥等不规则的桥型研究较少。除此之外，以往理论地震易损性研究中的数值模型完全依据设计文件建立，不能准确地描述桥梁实际结构的静动力特性。本文以南京夹江大桥为研究对象，围绕着地震易损性的主题，采用ANSYS建立初始有限元模型，根据监测数据识别得到实桥的静动力特性对初始有限元模型进行了修正，并基于结构概率地震需求分析方法对修正后的模型进行了纵桥向和横桥向的地震易损性研究。本文的主要内容以及创新点有以下几点：（1）实现了基于NexT-CMIF法对大跨桥梁的结构参数识别。通过荷载试验数据

6、得到成桥状态下的的静载结果，包括各静载工况下的主梁挠度以及成桥空载下的吊索索力。同时利用桥梁健康监测系统得到实桥运营状态下环境振动监测数据，基于自然激励法（NexT）对监测数据进行处理得到相应的频响函数，进而分别用复模态指数函数（CMIF）和峰值拾取法识别出主跨加劲梁的竖弯模态和各个吊索索力。（2）基于pushover分析研究了桥塔的破坏机理和易损截面的损伤指标，并对精细化桥塔模型进行了简化。根据设计图纸用ANSYS建立了南京夹江大桥初始有限元模型，采用实体单元建立精细化桥塔模型，并通过pushover分析得到桥塔的破坏模式和损伤指标。同时考虑

7、到地震动力时程分析的计算时间及收敛问题，结合pushover分析的结果，用梁单元建立了桥塔简化模型。（3）基于联合静动力修正方法对南京夹江大桥初始有限元模型进行修正。由于理论建模采用的结构尺寸、材料参数和边界条件采取了适当的简化，初始有限元模型与实桥结构之间存在较大误差。为建立一个满足结构精度要求和符合实际结构静动力特性的有限元模型，本文采用参数灵敏度分析确定了待修正参数，并根据实桥测试识别得到的静动力特性设立目标函数，结合ANSYS的优化分析功能，得到修正后的有限元模型。（4）提出了基于有限元修正的结构概率地震易损性分析方法，并根据修正后有限

8、元模型分别进行了横桥向和纵桥向的地震易损性分析。本文依据南京夹江大桥的场地条件和抗震设防要求，从PEER中心提供的地震波数据库中选取了50条地震波，确