摘要
桥梁是地震发生后地面交通网络的重要节点工程,其震后通行能力在抢险救
灾工作中发挥着重要作用。研究震损桥梁的剩余承载力及通行能力评估方法,对
准确评估其通行性至关重要。通过检验震损桥梁结构在应急状态下乃至设计荷载
下的通行能力,有助于提高震后交通的精准管理与安全性。因此,确立一种合理
的震损结构剩余承载力评估方法具有显著的实用价值。本文提出了一种基于残余
漂移比的震损RC桥墩剩余承载力计算方法,分别考虑原设计荷载和应急荷载,
在不同损伤程度下进行桥梁通行能力的可靠度计算,从而为震后桥梁的通行管理
措施提供科学依据,保障通行安全。本文主要研究内容如下:
(1)首先介绍了Park损伤破坏准则,同时给出结构损伤判定指标。通过对
五种屈服点方法的对比,分析确定各方法的优缺点。鉴于最远点法考虑了整个结
构的曲线形态,能够反映整体的屈服情况,将其作为本文损伤指数计算方法。此
外,阐述了未损伤构件恢复力骨架曲线以及损伤构件恢复力骨架曲线的确定方法。
(2)在太平洋地震工程研究中心结构性能数据库的416组试验结果中,筛选
了具备完整滞回曲线的31个矩形RC柱试验数据,并逐个绘制滞回曲线。随后运
用MATLAB编写计算代码求解未损伤构件屈服点坐标。采用拆解滞回环的方式求
取不同损伤指数对应的残余漂移比和刚度退化系数,依据计算结果,分别将损伤
指数与构件残余漂移比和刚度退化系数进行拟合。
(3)提出基于残余漂移比的损伤构件竖向剩余承载力评估方法。运用
ABAQUS建立损伤RC墩柱数值模型,通过对未损伤模型施加单调侧向荷载,获
取损伤模型的最大残余漂移比。对不同残余漂移比的模型进行下推分析,得出残
余漂移比与竖向承载力损失以及刚度损失之间的关系。
(4)运用Midas/Civil构建20m标准简支梁桥有限元模型,计算不同残余漂
移比下桥墩的竖向抗力。对震损桥梁桥面分别进行应急荷载与设计荷载布设,计
算通行车辆荷载效应。依据所得到的结构抗力与车辆荷载效应,求解不同损伤程
度下桥梁通行可靠指标,运用失效概率对震损桥梁通行能力进行评估,限制失效
概率大于规定值的车辆荷载通行。
关键词:损伤指数,残余漂移比,剩余承载力,结构可靠度,公路桥梁通行
能力
ABSTRACT
Thebridgeisanimportantnodeprojectofthegroundtrafficnetworkafterthe
earthquake,anditspost-earthquaketrafficcapacityplaysanimportantroleintherescue
anddisasterreliefwork.Itisveryimportanttostudytheresidualbearingcapacityand
trafficcapacityevaluationmethodofearthquake-damagedbridgesforaccurately
evaluatingtheirtrafficability.Bytestingthecapacityofearthquake-damagedbridge
structuresunderemergencyconditionsandevenunderdesignloads,itishelpfulto
improvetheprecisemanagementandsafetyofpost-earthquaketraffic.Therefore,itisof
greatpracticalvaluetoestablishareasonableevaluationmethodfortheresidualbearing
capacityofearthquake-damagedstructures.Inthispaper,amethodforcalculatingthe
residualbearingcapacityofearthquake-damagedRCbr