基于地震灾害管理的桥梁网络韧性决策框架

桥梁是交通基础设施工程系统的关键工程,必须具备一定的抗震韧性,这对震后交通生命线的抢通保通和灾区重建都具有重要意义。制定合理高效的抗震韧性决策框架,是实现桥梁网络抗震韧性提升的重要途径。文章在灾害管理全周期理念的基础上,引入考虑网络连通性和流量分配的双韧性指标,提出基于地震灾害管理的桥梁网络韧性决策框架。该决策框架将管理周期划分为预防养护、应急救援与恢复使用三个阶段,在预防养护阶段,依据桥梁网络鲁棒性指标识别关键桥梁,对其进行预防性抗震加固以及资源预分配;在应急救援阶段与恢复使用阶段,基于遗传算法实现震后修复次序的优化。在此基础上,结合桥梁网络算例进行验证。研究结果表明,决策框架有效解决了资源有限条件下的桥梁网络抗震韧性提升问题,量化了预防费用与震后修复资源的分配模式对桥梁网络的韧性提升效果。

钢筋混凝土圆截面桥墩抗震加固方式对比分析

为研究不同加固方式对钢筋混凝土(RC)圆截面桥墩抗震性能的影响,利用OpenSees有限元软件建立了普通RC桥墩以及分别采用钢套管、碳纤维增强聚合物(CFRP)、体外预应力筋进行加固的桥墩数值分析模型,对模型输入远断层地震动,进行增量动力分析。以墩顶峰值位移角与震后残余位移角为指标,对比分析了桥墩加固前后的地震响应。结果表明:采用钢套管、体外预应力筋和CFRP加固后,RC桥墩的峰值位移与震后残余位移均减小,钢套管加固方式对桥墩峰值位移的降低幅度最大,体外预应力筋加固方式对抑制桥墩震后残余位移的效果最好;随着剪跨比的增大,3种加固方式对桥墩在地震动作用下位移响应的抑制作用均逐步减小;随着轴压比的增大,3种加固方式对RC桥墩峰值位移的抑制作用逐步降低。

近断层地震下钢管混凝土加固RC桥墩地震响应分析

为深入研究钢管混凝土加固RC桥墩的抗震性能,利用Open sees有限元软件建立了RC桥墩与钢管混凝土加固墩的数值模型,对模型输入近断层脉冲型地震动、近断层非脉冲型地震动、远断层地震动,进行增量动力分析。以墩顶最大位移角与震后残余位移角为指标,分析了RC桥墩加固前后的地震响应。结果表明:与近断层非脉冲型地震动、远断层地震动相比,近断层脉冲型地震动下的钢管混凝土加固墩与RC原墩的位移响应更大;钢管混凝土加固方式可有效抑制RC桥墩的最大位移响应,位移抑制率可以达到35%以上;钢管混凝土加固方式对于减小RC桥墩的震后残余位移效果有限,加固后甚至可能导致结构震后残余位移增大。

基于OpenSees的圆钢管加固RC圆截面桥墩抗震性能数值分析

为深入研究圆钢管全长加固、套筒加固和墩底局部加固对RC圆截面桥墩的抗震性能影响,利用OpenSees有限元软件,对剪跨比分别为4、8、10的三根RC圆截面桥墩采取上述三种加固方式进行滞回分析以及动力时程分析。结果表明:圆钢管全长加固方式能显著提高RC圆截面桥墩的峰值承载能力、耗能能力与抗弯能力,显著减小墩顶最大位移角;套筒加固方式能提高RC圆截面桥墩的峰值承载能力,对其耗能能力及抗弯能力无明显提升,在剪跨比为8、10时能较有效的减小墩顶最大位移角;墩底局部加固方式能小幅提升RC圆截面桥墩的峰值承载能力、耗能能力与抗弯能力,在剪跨比为4时能较有效的减小墩顶最大位移角。