钢管混凝土拱桥系统易损性研究

Abstract

为准确评估钢管混凝土拱桥地震损伤，将拱桥系统视为串-并联体系，即将拱桥系统各关键体系进行串联，而不同关键体系单个构件之间则分别采用串联或并联形式。以某钢管混凝土拱桥为研究对象，通过时程分析和神经网络预测获得拱桥各构件地震响应值，基于Copula函数分别得到拱桥各关键体系易损性和整体系统易损性，并与基于一阶界限法的系统易损性进行对比。研究结果表明：通过神经网络预测可以获得准确的拱桥结构地震响应值，当PGA=0.4时，预测准确率超过90%，且随着PGA的增大，准确率逐渐提高；拱桥各关键构件体系中，拱上立柱体系失效概率最高，抗震设计时应对其采取减隔震措施，风撑体系的失效概率最低，拱桥系统易损性分析时可以忽略风撑体系的影响；基于串-并联体系的拱桥系统易损性介于一阶界限法的上界和下界之间，当PGA=0.3时，轻微、中等和严重损伤状态下串-并联体系系统失效概率分别为98%、94%及25%，与一阶界限法的上界相对偏差分别为-1.4%、-3.1%及-16%，与下界相对偏差分别为0.6%、3%及11%，钢管混凝土拱桥采用串-并联体系进行系统易损性分析明显更为合理