基于改进条件边缘乘积法的桥梁系统地震易损性分析方法

桥梁结构是由多种不同类型的构件按照一定的逻辑关系构成的结构系统。既有桥梁易损性分析中,通常基于构件的易损性曲线来评价整个桥梁系统的抗震性能。实际运营中的桥梁,在地震作用下,不同构件间相互影响,发生组合破坏将会增加桥梁系统整体失效概率。因此,将桥梁结构作为整体进行易损性分析能够更好地评估实际工程的抗震性能,弥补了既有分析方法的不足。以一座三跨预应力混凝土连续T梁桥为易损性分析对象,结合桥墩和支座两类构件的地震破坏,分别采用界限估计法、改进的条件边缘乘积法建立了算例桥梁系统易损性曲线。结果表明:界限估计法易受各失效模式排列顺序和相关性的影响,稳定性较差;改进的条件边缘乘积法,作为结构系统失效概率的一种近似求解法,解决了在多个失效模式并存下,结构系统可靠度问题中多维标准正态累计分布函数近似求解问题。后者计算精度较高,易于实现,适用于失效模式较多的复杂桥梁系统,具有一定的工程使用价值,为桥梁系统地震易损分析提供了借鉴参考。

改进的结构系统可靠度的条件边缘乘积法

分析了结构系统可靠度计算与多维正态积分之间的转化关系,以及原有的用于多维正态积分计算的条件边缘乘积法的不足之处,从条件正态分位数计算和相关系数矩阵修正两方面给出改进措施,形成一种改进的条件边缘乘积法。该方法采用数值积分方法进行二维正态分布函数的计算,提高原有方法中条件正态分位数计算的精度,并在此基础上对各相关系数矩阵进行修正,从而有效提高了原有方法在串联系统可靠度计算中的精度。同时,将这一改进方法与单失效模式下的结构可靠度显式迭代算法相结合,提出从单元到系统的结构系统可靠度分析流程。数值算例表明了这一改进方法的有效性和实用性。