文摘
海上桥梁,在整个生命周期中最突出的问题是,它是在地震区域和海洋腐蚀环境在同一时间。非线性动态分析模型建立一个离岸动静力和连续刚构桥基于OpenSEES平台。桥墩的脆弱面,轴承,桥平台和系统建立了通过选择合理的材料耐久性损伤本构模型和损伤指数的分析,研究了损伤桥梁的耐久性时变地震桥组件的脆弱性和近海环境中系统的整个生命周期。结果表明,耐久性损伤会导致地震能力不断下降的码头和地震作用下的地震需求增加以及概率达到最终的故障状态;高桥墩相比,低码头更容易受到海洋腐蚀环境;桥梁的地震脆弱平台就是高于轴承;和海洋腐蚀环境的影响相对较大。服务周期的延长,耐久性损伤的影响的地震桥系统的脆弱性不容忽视在沿海环境和需要做出一个合理的评估桥梁结构的地震脆弱在整个生命周期。
1。介绍
到目前为止,离岸和跨海桥梁世界各地的广泛建立,如施明海峡大桥在日本,荷兰的瓦尔大桥,在新西兰奥克兰海港大桥。海岸线18000公里,中国也开展了海上和跨海桥梁的建设,促进海洋经济发展的地区,满足海洋资源勘探的需要,维护海洋主权(1,2]。他们中的一些已经完成,如杭州湾大桥建于2008年,2016年香港珠海澳门大桥。但随之而来的问题是海洋环境下混凝土结构的腐蚀。海上桥梁,特殊的地理环境将严重侵蚀桥梁结构材料,使其力学性能退化,和最突出的问题是,许多桥梁在离岸腐蚀环境和地震多个区域。现有的研究(3]表明,桥的服务时间延长,混凝土碳化和氯离子侵蚀的影响将导致桥梁结构耐久性损伤,然后导致抗震性能退化。
地震脆弱性分析是其中一个主要的海上桥梁的抗震性能评价方法在整个生命周期。国内外学者已经做了大量的研究成果。考虑氯离子侵蚀的降解作用对钢筋的性能和通过分析双跨度桥梁的地震脆弱,崔书记和其他10)断定,钢筋的腐蚀有一定影响混凝土桥梁的抗震性能。一个新的衡量地震强度概率地震分析提出了倾斜的公路桥梁的到了[11,12]。安德烈et al。13]关注发展的一个新的结构鲁棒性的定义,和结构鲁棒性和结构脆弱性指数。Salimi和Yazdani14]研究了非线性结构的可靠性分析使用分析脆弱性曲线随机地震荷载而兴奋不已。混合纤维增强聚合物/钢筋混凝土桥梁设计和建造在德州Ziehl et al。15),这是独特的在几个方面。此外,断断续续的活载的投标过程和结果评估已经进行了一段大约2年。增量非线性动态分析是用来评估钢时刻框架结构的抗震性能Khorami et al。16]。Ghosh和帕吉特17)提出了两种模型的地震脆弱参数讨论氯离子侵蚀的影响桥上的时间变化和组件性能的恶化的影响地震氯化桥梁受到攻击的脆弱性。全et al。18)表明,地震入射角更重要的是影响地震需求和脆弱性的积分比倾斜桥平台桥桥平台。卡拉奇警察局et al。19]目前地震易损性评估的三个真实的案例只是轴承动静力钢筋混凝土桥梁常见在巴基斯坦北部,一个,两个,三排环形码头。西蒙et al。20.]以钢腐蚀和防护混凝土开裂为变量建立损伤模型,钢筋腐蚀模型,混凝土防护失效模型和钢筋腐蚀,和保护的具体故障模型基于单个码头桥梁<我>OpenSEES我>程序分析钢筋腐蚀的影响和保护混凝土混凝土桥的脆弱性上的失败。Alipour et al。21]研究钢筋混凝土公路桥梁的生命周期的性能和成本受到地震地面运动持续不断地暴露在攻击时氯离子,并提供一个重要的框架,将获得更实际的性能和成本估算。崔et al。22]提供了一个改善钢筋混凝土钢筋退化模型,其中包括点状腐蚀和认为破解掉腐蚀速率的变化来评估钢筋混凝土桥梁的时变地震脆弱子结构在海洋环境中。计算时间脆弱性曲线表明,有一个RC柱的非线性加速增长的脆弱性沿着公路桥梁的使用寿命,特别是在25年的氯化物。邓et al。23]表明,应变corrosion-induced恶化渗透和钢筋屈服强度显著增加的地震脆弱腐蚀mss桥。
总之,关于地震的脆弱性桥梁的钢腐蚀的影响,相关研究成果已在国内外获得的。然而,传统的研究往往忽视了桥梁结构的抗震性能退化的问题在整个生命周期。因此,一些桥梁无法达到设计使用寿命,需要修复和加强维持他们的正常功能,从而导致大量的经济损失。
2。建立基于非线性有限元模型<我>OpenSEES我>
的<我>OpenSEES我>分析平台可用于结构模态分析、剖面分析,静态线性弹性分析,动态非线性分析,结构系统的灵敏度和可靠性分析在地震22- - - - - -24]。本文的有限元模型建立了基于桥梁<我>OpenSEES我>平台。
摘要桥跨度是6 (6×60 m = 360)预应力混凝土刚架连续梁桥中2<年代up>#年代up>和3<年代up>#年代up>皮尔斯是固定的码头,1<年代up>#年代up>4<年代up>#年代up>,5<年代up>#年代up>皮尔斯是simply-bearing的。地震设防烈度地区桥梁所在地是7度,地震分为第一组和土壤是二级网站。facade安排如图1(一)。根据桥址的土壤类别,地震波的选择<我>同行我>地面运动数据库。考虑地震和结构损伤指标的不确定性,建立了地震脆弱性分析和非线性有限元建模的例子是完成。
(一)桥的立面布局年代trong>
(b)部分甲板(m)年代trong>
(c)的码头(m)年代trong>
(d)轴承的细节年代trong>
(e)桥台模型年代trong>
甲板是一个箱单室箱形断面,弹性梁杆单元,基于弹性纤维元素method-nonlinear梁柱单元,非线性连接单元,和长度为零的元素用来模拟甲板,非线性特征的码头,桥平台滚珠轴承,分别和桥平台。此外,甲板的面积<我>一个我>= 9.5米<年代up>2年代up>,年轻的甲板混凝土弹性模量(<我>C我>50)<我>E我>= 3.45×10<年代up>4年代up>MPa,泊松比<我>μ我>= 0.2,扭转惯性矩的甲板部分<我>J我>= 25.8米<年代up>4年代up>,截面抗弯惯性矩在z轴和轴方向<我>我我>z我>= 14.3米<年代up>4年代up>和<我>我我>y我>= 82.4米<年代up>4年代up>,如图1 (b);码头如图的部分1 (c);在图中1 (d)1是下盘,2是球面F4板,3是密封的裙子,4是mid-seat板,5是平面F4板、上滑块6,7是上层座位板和桥台模型如图1 (e)。
3所示。模型的材料
3.1。本构关系和混凝土的力学性能
3.1.1。混凝土的本构关系
桥墩的延性主要反映在塑料塑性铰转动能力的码头。混凝土核心地区特别高于无约束混凝土的极限压应变压缩带的失败之前,可以确保所需的延性结构(25- - - - - -27]。因此,有必要单独保护混凝土从核心混凝土。无约束和约束混凝土材料模拟使用混凝土01模型如图2和应力-应变关系曲线如图3。和相关参数的计算应力和应变所示<年代pan class="equation_break" id="EEq1">
的公式,<我>f我>cc我>的轴向抗压强度是混凝土核心地区和<我>f '我>cc我>无约束混凝土的轴向抗压强度。<年代vg height="12.7178pt" id="M2" style="vertical-align:-3.42947pt" version="1.1" viewbox="-0.0498162 -9.28833 15.5646 12.7178" width="15.5646pt" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink">
3.1.2。碳酸混凝土的定义
研究现有的混凝土的耐久性,碳化深度作为一个参数,但其大小的影响在结构断面不能考虑如果将碳化混凝土的碳化深度作为参数性能。在这篇文章中,碳化率(28,29日)选择作为计算参数,如图4和相关参数的计算30.]所示(5)- (12)。和峰值应力、峰值应变和弹性模量的具体生命周期数据所示5- - - - - -7。<年代pan class="equation_break" id="EEq5">
(一)混凝土的碳化速度(米)年代trong>
(b)纤维的码头年代trong>
(一)峰值应力年代trong>
(b)的峰值压力年代trong>
(c)弹性模量年代trong>
(一)峰值应力年代trong>
(b)的峰值压力年代trong>
(c)弹性模量年代trong>
的公式,<我>x我>c我>(毫米)<我>t我>和<我>k我>(<年代pan class="inline_break">
)年代pan>混凝土碳化深度、时间和系数。<年代vg height="11.927pt" id="M6" style="vertical-align:-3.291101pt" version="1.1" viewbox="-0.0498162 -8.6359 26.9614 11.927" width="26.9614pt" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink">
如数据所示5- - - - - -7,我们可以知道随着服务时间的增加,峰值应力的增加在一定程度上变化很大;弹性模量略有增加;和峰值应变略有减少C50和C40混凝土碳化后。此外,随着C50混凝土的力学性能变得更好,C40混凝土的碳化速度高于C50混凝土。
3.2。本构关系和钢筋的力学性能
3.2.1之上。钢筋本构关系
纵筋和箍筋的类型<我>HRB我>335年和<我>R我>235年,32毫米和16毫米直径的保护层的厚度是0.09米。此外,位置和数量的纵向增援图所示4和为1<年代up>#年代up>码头,箍筋的间距的范围7厘米- 157厘米,157厘米,757厘米,757厘米,968厘米从码头上和向下120厘米从码头下10厘米,20厘米,10厘米,和40厘米,分别;4<年代up>#年代up>码头,箍筋的间距的范围7厘米- 157厘米,157厘米,697厘米,697厘米,917厘米从码头上和向下120厘米从码头下10厘米,20厘米,10厘米,和40厘米,分别;5<年代up>#年代up>码头,箍筋的间距的范围7厘米- 157厘米,157厘米,1437厘米,1437厘米,1655厘米从码头上和向下120厘米从码头下10厘米,20厘米,10厘米,和40厘米,分别;2<年代up>#年代up>码头,箍筋的间距的范围7厘米- 157厘米,157厘米,3437厘米,3437厘米,3644厘米从码头上和向下120厘米从码头下10厘米,20厘米,10厘米,和40厘米,分别;至于3<年代up>#年代up>码头,箍筋的间距的范围7厘米- 157厘米,157厘米,3297厘米,3297厘米,3507厘米从码头上和向下120厘米从码头下10厘米,20厘米,10厘米,分别和40厘米。
钢筋的本构关系模型采用双线强化模型钢01模型如图8。的基础上修正Giuffre-Menegotto-Pinto强化模型,该模型可以考虑这两个包辛格效应和各向同性的增强效果。钢铁材料模型的参数值如表所示1。
3.2.2。钢筋的腐蚀时间和机械性能
近海地区的大气环境属于氯盐侵蚀环境的渗透类型之一。混凝土结构的耐久性评估标准(<我>个cec上我>220:2007)给最初的腐蚀时间的估算公式,膨胀腐蚀时间和腐蚀速率的钢筋腐蚀环境。最初的钢筋腐蚀的时间<我>t我>我我>可以估计<年代pan class="equation_break" id="EEq13">
的公式,<我>t我>我我>积累时间的混凝土表面氯离子浓度达到稳定值;最初的钢筋腐蚀时间可以估计(14当氯离子扩散系数的时间依赖性(不考虑31日,32]:<年代pan class="equation_break" id="EEq14">
的公式,<我>c我>混凝土保护层的厚度(mm);<我>k我>是氯离子侵蚀系数计算的根据是什么<年代pan class="equation_break" id="EEq15">
的公式,<我>D我>氯离子扩散系数(m<年代up>2年代up>/);小块土地是误差函数;<我>米我>cr我>是钢铁腐蚀的临界氯离子浓度(公斤/米<年代up>3年代up>);<我>米我>年代我>是混凝土表面氯离子浓度(公斤/米<年代up>3年代up>)计算的<年代pan class="equation_break" id="EEq16">
的公式,<年代vg height="15.8638pt" id="M12" style="vertical-align:-4.4277pt" version="1.1" viewbox="-0.0498162 -11.4361 20.7264 15.8638" width="20.7264pt" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink">
材料特性的相关计算钢筋(纵向钢筋和箍筋)氯离子腐蚀后在其生命周期中所示<年代pan class="equation_break" id="EEq17">
的公式,<我>t我>cr我>锈扩张和混凝土保护层开裂时间,<我>t我>c我>是时候从钢筋腐蚀扩张和保护层开裂,<我>δ我>cr我>(毫米)是至关重要的腐蚀深度的钢筋保护层裂缝时,<我>c我>(毫米)保护层的厚度,<我>d我>(毫米)直径钢筋,<我>f我>cuk我>(MPa)是混凝土的抗压强度,<我>λ我>cl我>年平均腐蚀速率的钢筋保护层开裂之前,<我>我我>(<我>μ我>一个/厘米<年代up>2年代up>)是钢筋的腐蚀电流密度,<年代vg height="9.25202pt" id="M18" style="vertical-align:-3.29111pt" version="1.1" viewbox="-0.0498162 -5.96091 17.0574 9.25202" width="17.0574pt" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink">
根据(17)- (26),我们可以知道腐蚀率、直径、弹性模量和屈服强度的纵向钢筋和箍筋对C40和C50混凝土,为了节省空间,我们只给直径和弹性模量的照片,如图9和10。
(一)直径年代trong>
(b)弹性模量年代trong>
(一)直径年代trong>
(b)弹性模量年代trong>
从(13)- (22)和数字9和10,可以看出,腐蚀的箍筋混凝土发生早于纵向增援,因为箍筋接近混凝土表面,他们更容易受到氯离子。此外,直径、屈服强度和弹性模量的纵向钢筋和箍筋网和C40混凝土减少服务时间的增加。
为了简化计算,腐蚀保护层的开裂时间是生命作为关键的混凝土保护层的失败33,34]。因此,混凝土保护层对桥墩的影响从桥上不再被认为是全生命周期30.39年地震脆弱性分析时进行例如桥梁。
4所示。分析损伤指数
4.1。分析桥墩损伤指数
摘要相对位移延性比对应的故障状态选择码头码头的损伤指数,它可以表示为<年代pan class="inline_break">
,年代pan>μ我>d我>相对位移延性比的码头,<我>Δ我>是码头上的最大相对位移在桥墩地震响应分析,然后呢<年代vg height="14.1649pt" id="M22" style="vertical-align:-5.529pt" version="1.1" viewbox="-0.0498162 -8.6359 22.1112 14.1649" width="22.1112pt" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink">
在这篇文章中,2之间的联系<年代up>#年代up>和3<年代up>#年代up>桥墩和桥面桥是整合,也把2<年代up>#年代up>和3<年代up>#年代up>皮尔斯刚性墩和假设反弯点位于码头的中点时损伤指数计算。每个码头的损伤指数计算表所示5。
4.2。分析轴承的损伤指数
相对位移的剪切应变和位移延性更能反映实际工程中轴承的力学性能。一般来说,相对位移作为轴承的损伤指数在目前的研究中,和轴承损伤指数现有研究中常用的表中列出6。使用的轴承类型例如桥是球面轴承抗海洋大气腐蚀,属于移动式钢轴承。因此,轴承损伤指数由科比来分析轴承采用的地震脆弱。
4.3。分析损伤指数桥平台
很少有研究关注桥平台的损伤状态和没有统一的方法来量化桥的损伤指数目前平台。建立各国学者提出的损伤指标如表所示7。摘要相对位移作为指标量化桥梁的地震破坏平台,和桥的地震脆弱平台分析了桥平台损伤指数定义为Murzewski [8]。
4.4。不同的桥组件的损伤指数和不确定性
桥墩的弯矩曲率分析进行的<我>XTRACT我>(35]软件确定桥的失败状态的不同组件和量化其损伤指数。150地震波振幅调制产生的。地震和结构损伤指标的不确定性考虑分析损伤指数<我>年代我>c我>和不确定性<我>β我>c我>在不同损伤状态下的每个成员完成状态,如表所示8。
5。分析时变脆弱
本文认为桥墩混凝土碳化和钢腐蚀的影响桥梁结构动力响应在服务期间,尽管其他组件的性能退化如甲板、轴承、平台和桥梁。介绍了桥的时变效应脆弱性通过修改混凝土和钢筋的本构关系的有限元模型的桥梁和箍筋的约束强度的比值的混凝土核心区域”<我>k我>。”
非线性问题的关键在于建立材料非线性和桥的非线性仿真系统有限元分析软件,建立非线性元素。材料非线性的建立包括混凝土和钢筋的本构关系,介绍了在部分3。至于建立非线性元素,我们使用“非线性梁柱单元”建立码头实现非线性仿真,和命令是“克莱门特。非线性梁柱eleTag iNode jNode numIntgrPts美元美元secTag transfTag美元”。在这个命令,eleTag美元是独一无二的元素对象标签,和iNode和jNode美元是开始和结束节点,分别。$ numIntgrPts Gauss-Lobatto集成点沿元素的数量,secTag美元以前部分对象标识符,$ transfTag标识符之前定义的坐标变换(CrdTransf)对象。
根据这个,我们建立桥梁结构的非线性有限元模型<我>OpenSEES我>平台,组件和系统的地震脆弱性曲线计算分别为20、40、60、80年和100年通过输入地震波选择非线性动态分析和使用地震脆弱的函数公式(27),使用损伤指数参数表8。和服务时间的影响在近海桥梁的地震脆弱也进行了分析。<年代pan class="equation_break" id="EEq27">
5.1。时变的脆弱性码头
为了描述混凝土梁桥梁的地震脆弱在近海环境在整个寿命更直观,本文比较和分析了码头的脆弱性曲线在服务期间,和地震变异表面5墩四损伤条件下,分别如图11- - - - - -15。
(一)轻微损伤年代trong>
(b)中度损伤年代trong>
(c)广泛的损害年代trong>
(d)完整的损伤年代trong>
(一)轻微损伤年代trong>
(b)中度损伤年代trong>
(c)广泛的损害年代trong>
(d)完整的损伤年代trong>
(一)轻微损伤年代trong>
(b)中度损伤年代trong>
(c)广泛的损害年代trong>
(d)完整的损伤年代trong>
(一)轻微损伤年代trong>
(b)中度损伤年代trong>
(c)广泛的损害年代trong>
(d)完整的损伤年代trong>
(一)轻微损伤年代trong>
(b)中度损伤年代trong>
(c)广泛的损害年代trong>
(d)完整的损伤年代trong>
从数据中获得11- - - - - -15在100年服务期的桥,五个桥墩的地震脆弱四个故障状态下增加随着地震强度和桥的使用寿命。1的超越概率<年代up>#年代up>码头经过100年的服务下轻微的损伤,介质损失,严重破坏,和完整的崩溃可以最大化了23%,21%,20%,和17%,分别。相比之下,完成状态,4的趋势<年代up>#年代up>皮尔斯是类似于1<年代up>#年代up>码头。超过5的概率<年代up>#年代up>码头经过100年的服务相同的条件下可以最大化了15%,16%,15%,和7%,分别。相比之下,完成状态,2的趋势<年代up>#年代up>和3<年代up>#年代up>皮尔斯5是相似的<年代up>#年代up>码头。在服务期间,5个码头的概率超过所有类型的损伤状态增加在近海环境中氯离子的侵蚀和混凝土的碳化。地震脆弱的1<年代up>#年代up>和图4<年代up>#年代up>码头更容易受到近海环境相比,2<年代up>#年代up>3<年代up>#年代up>,5<年代up>#年代up>皮尔斯。
延长服务时间,只需承担码头1<年代up>#年代up>作为一个例子,轻微损坏的概率超过1<年代up>#年代up>码头在100年的服务期不少于97%,超过中等破坏的概率是89%,90%,92%,95%,98%,和100%,分别超过严重破坏的概率是82%,82%,86%,89%,93%,和96%,分别超过彻底崩溃的概率是21%,22%,25%,28%,31%,和31%,分别在SA 0.6克;轻微损坏的概率超过3 #刚架码头服务时间0和100年的10%和13%,分别超过中等破坏的概率是10%和15%,分别严重破坏的概率超过9%和13%,分别超过了彻底崩溃的概率小于1%。延长服务时间,超过所有码头不同故障状态下的概率增加。
根据上述结果,发现地震1的脆弱性<年代up>#年代up>和图4<年代up>#年代up>桥墩更容易受到近海环境的影响相比,2<年代up>#年代up>3<年代up>#年代up>,5<年代up>#年代up>皮尔斯。1的超越概率<年代up>#年代up>4<年代up>#年代up>,5<年代up>#年代up>皮尔斯在第一个20年是四个损伤状态下显著低于后者80年最初的环箍钢筋的腐蚀时间大约是14年,最初的纵向钢筋的腐蚀时间大约19年,这表明钢筋力学性能的主要因素是影响桥墩的抗震性能。的结果表明,桥受氯离子侵蚀、码头的实际地震能力将不断减少使用寿命的延长,而地震的概率地震需求行动,达到最终失败状态都将不断增加。
5.2。时变的脆弱性轴承
码头的抗震性能退化必然会影响地震作用下轴承条件。摘要脆弱性曲线桥的轴承在服务期间比较和分析和地震脆弱表面5轴承给出如图16- - - - - -20.以分析桥墩的抗震性能退化的影响抗震性能的轴承和描述地震脆弱的桥梁支座直接在整个生命周期。
(一)轻微损伤年代trong>
(b)中度损伤年代trong>
(c)广泛的损害年代trong>
(d)完整的损伤年代trong>
(一)轻微损伤年代trong>
(b)中度损伤年代trong>
(c)广泛的损害年代trong>
(d)完整的损伤年代trong>
(一)轻微损伤年代trong>
(b)中度损伤年代trong>
(c)广泛的损害年代trong>
(d)完整的损伤年代trong>
(一)轻微损伤年代trong>
(b)中度损伤年代trong>
(c)广泛的损害年代trong>
(d)完整的损伤年代trong>
(一)轻微损伤年代trong>
(b)中度损伤年代trong>
(c)广泛的损害年代trong>
(d)完整的损伤年代trong>
从数据中获得16- - - - - -20.地震的脆弱性5轴承在不同损伤状态下不断增加随着地震强度和使用寿命的增加100年的服务期的桥。1的超越概率<年代up>#年代up>和5<年代up>#年代up>轴承在轻微损坏,介质损失,严重破坏,和彻底崩溃可以增加了22%,17%,17%,和15%,分别在100年的服务相比,完成国家时期;4的超越概率<年代up>#年代up>下轴承损害四个州可以增加了20%,7%,7%,和2%,分别在100年的服务相比,完成国家时期;2的超越概率<年代up>#年代up>下轴承损害四个州可以增加了22%,12%,11%,和5%,分别在100年的服务相比,完成状态时期,和3的趋势<年代up>#年代up>轴承是类似于2<年代up>#年代up>轴承的。在服务期间,五个轴承的概率超过各种伤害国家提高码头与氯离子的侵蚀,以及地震的脆弱性增加1<年代up>#年代up>和5<年代up>#年代up>轴承是最大的。因此,我们应该注意提高抗震能力的轴承在近海桥梁的设计。
随着1<年代up>#年代up>和5<年代up>#年代up>轴承具有相同的类型和都位于桥平台,他们的脆弱性曲线基本上是相同的;同样的,2的类型<年代up>#年代up>和3<年代up>#年代up>轴承和他们的力量模式是相同的,和他们的脆弱性曲线也基本相同。因此,本文只分析了时变地震3的脆弱性的影响<年代up>#年代up>4<年代up>#年代up>,5<年代up>#年代up>轴承。当<我>SA我>0.6克,超过轻微损坏的概率,介质损失,严重破坏,彻底崩溃到5<年代up>#年代up>轴承是88%,88%,91%,93%,96%,99%,57%,58%,62%,66%,71%,74%,47%,48%,52%,56%,61%,63%,36%,37%,40%,43%,4和7%,100年服务期的桥,分别;至于3<年代up>#年代up>轴承100年服务期的桥,轻微损坏的超越概率不小于97%,超过介质损伤和严重损伤的概率是39%,39%,41%,43%,44%,45%,26%,26%,28%,30%,31日和32%,分别和服务时间的彻底崩溃的概率超过10年,100年是13%和14%,分别;为4<年代up>#年代up>轴承100年服务期的桥,超过轻微损坏的概率是83%,83%,86%,89%,93%,和97%的概率超过介质损坏,严重损害,和完整的服务时间崩溃的10年,100年是15%,17%,11%,14%,4%,5%。
5.3。时变桥平台的脆弱性
当上层建筑之间的位移和码头桥平台累积到一定程度,就会导致甲板之间的碰撞和地震作用下桥平台。在当下工作,服务期间的脆弱性曲线桥平台比较和分析来描述地震桥平台的脆弱性的变化在近海桥梁的寿命。以左桥平台为例,它会显示两个桥的地震脆弱面平台,如图21。
(一)轻微损伤年代trong>
(b)中度损伤年代trong>
(c)广泛的损害年代trong>
(d)完整的损伤年代trong>
如图21地震脆弱,每个州两个桥平台的不断增加与地震强度和使用寿命的增加在100年服务期内。的超越概率两个桥平台经过100年的服务下的轻微损伤,介质损失,严重破坏,和彻底崩溃可以最大化了33%,25%,18%,13%,分别比完成状态。的超越概率两桥平台小,介质损失在100年的服务期不少于98%,超过桥下严重损害概率平台是70%,71%,78%,84%,87%,和87%,分别超过彻底崩溃的概率是31%,33%,38%,43%,44%,和45%,分别的时候<我>SA我>是0.6克。
5.4。时变桥系统的脆弱性
利用地震脆弱的组件,桥的脆弱性评估系统将高估桥梁的抗震能力,因此有必要结合桥的组件和系统的脆弱性,作出准确的评价当近海桥梁的脆弱性评估在整个生命周期。服务期的脆弱性曲线桥直接比较和分析评估近海桥梁的地震脆弱在整个生命周期。一阶边界方法用于获得的上、下限表面地震下的系统脆弱性的四个损害轻微损坏、介质损伤,严重的损害,并根据计算结果完全崩溃脆弱的码头、轴承、和桥平台,如图22和23和下面的:<年代pan class="equation_break" id="EEq270">
(一)轻微损伤年代trong>
(b)中度损伤年代trong>
(c)广泛的损害年代trong>
(d)完整的损伤年代trong>
(一)轻微损坏年代trong>
(b)介质损伤年代trong>
(c)严重损害年代trong>
(d)完整的损伤年代trong>
的公式,<我>P我>sys我>是全桥系统的失效概率,<我>P我>我我>组件的失效概率和吗<我>米我>是组件的总数;和情商。29日)的公式计算的脆弱性曲线桥的上限价值系统。
如图22,上、下极限超过系统的概率在轻微损坏,介质损失,严重破坏和彻底崩溃可以最大化20%和11%分别经过100年的服务相比,完成国家时期;上下极限的概率超过介质下的系统可以最大化的损害20%和23%分别经过100年的服务相比,完成国家时期;上下极限的超越概率水平下系统可以最大化严重损害17%和22%分别经过100年的服务相比,完成国家时期;上、下极限的超越概率水平下系统彻底崩溃可以最大化分别为12%和15%相比,100年的服务后完成状态。可以看出,近海环境的影响桥梁的地震脆弱系统不容忽视在服务期间,此外,我们可以知道从图23系统的脆弱性是低于任何组件,也就是说,桥的超越概率系统是高于任何组件。因此,超过系统的概率无法评估的任何组件的脆弱性曲线;否则,桥的抗震性能系统将被高估了。
上限和下限的系统脆弱性曲线不断增加与地震强度和使用寿命的增加轻微损坏的四个损伤状态下,介质损失,严重破坏,彻底崩溃的100年服务期桥。实际的地震桥接成员的能力(码头、轴承和桥平台)将减少与桥的使用寿命的增加,这主要是受腐蚀钢筋的混凝土碳化的码头和桥梁结构的力学性能。
6。结论
码头的概率超过各种破坏状态服务期间增加受氯离子侵蚀和混凝土碳化的近海环境;也就是码头的实际地震能力将继续下降,而地震的地震需求行动和失败的概率达到极限状态将持续增加。
地震脆弱的码头更容易受到近海环境相比,高墩。松散的超越概率码头四种损伤状态下明显小于钢筋腐蚀之前,这表明钢筋力学性能的主要因素是影响桥墩的抗震性能。
轴承的与时间有关的地震脆弱性曲线表明,五个轴承的概率超过了各种破坏状态服务期间正在增加。轴承在斯坦福桥平台地震脆弱的增加最和更容易受到近海环境比其他轴承。要注意提高轴承在斯坦福桥的抗震能力平台在未来海上桥梁的设计。
上限和下限的脆弱性曲线桥系统的增加与地震强度和使用寿命的增加四个损害轻微损坏、介质损坏,严重的损害,并完成崩溃的100年服务期桥,和海洋环境的影响地震桥系统的脆弱性是不容忽视的。有必要做一个合理的评估地震脆弱的桥在整个寿命结合组件和系统的脆弱性。
数据可用性
数据集用于支持本研究的结果包括在本文中。
的利益冲突
作者宣称没有利益冲突。
确认
这项工作得到了国家自然科学基金(批准号。51608488,51608488,51678534)。
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