汶川地震桥梁震害模糊综合评估方法研究

论文摘要

近年来全球进入了地震高发期,相当多的大地震造成了惨重的人员伤亡和经济损失。大地震对交通设施造成了严重毁坏,特别是桥梁结构的损坏较为严重。桥梁的破坏严重阻碍了抗震救灾工作的进行,从而造成更严重的损失。过去我国桥梁的抗震设防标准偏低,已建的大部分桥梁的抗震能力较低。桥梁震后评估和易损性分析可为灾后加固重建工作提供必要依据,是防震救灾的基础工作之一“5.12”汶川大地震造成大量交通生命线工程破坏,交通设施的损失就达670亿元,其中桥梁损毁最为严重。本文以汶川大地震为背景,对部分线路中破坏明显的桥梁进行分析。在调查资料的基础上对桥梁的震后评估方法展开研究,并提出桥梁模糊易损性分析方法。通过对汶川地震中部分线路上受损桥梁震害资料的分析,总结了灾区桥梁的抗震性能、桥梁抗震设计存在的问题。详细介绍模糊理论方法以及多层次模糊综合评判方法,考虑到震害资料的特点,基于模糊数学理论建立桥梁震后多层次模糊综合评估的评估模型,并开发相应的Matlab程序。在模糊综合评估的基础上提出桥梁震后修复费用的计算方法,从直接损失和间接损失两方面计算出桥梁震后修复模糊费用。从传统的经验方法和理论计算方法简述桥梁地震易损性分析理论,总结出传统方法的优缺点以及存在的问题。基于模糊综合评估理论、模糊概率和可能性概率分布理论,提出简支梁桥地震模糊易损性分析方法。对收集的桥梁震害资料分别进行模糊综合评估,将评估结果分类统计分析,从墩台形式、桥梁跨数、桥梁主跨跨度和桥址基本烈度四个方面得到桥梁的模糊易损性曲线。模糊易损性考虑了地震易损性分析中无法避免的二维不确定性,即桥梁震害评估中存在的不确定性以及由于样本数据较小引起的不确定性,是一种计算过程简单明了、值得推广的桥梁地震易损性分析方法。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 概述
• 1.1 引言
• 1.2 国内外地震震害情况
• 1.3 桥梁模糊评估的研究现状
• 1.3.1 桥梁评估的方法
• 1.3.2 基于模糊理论的评估方法
• 1.4 桥梁易损性的研究现状
• 1.5 本文的研究思路
• 1.5.1 选题背景及意义
• 1.5.2 主要研究内容及研究思路
• 第2章 汶川地震桥梁震害调查与分析
• 2.1 引言
• 2.2 汶川地震桥梁震害调查情况
• 2.2.1 梁体移位
• 2.2.2 支座破坏
• 2.2.3 墩台破坏
• 2.2.4 其他破坏
• 2.2.5 拱桥的破坏形式
• 2.3 汶川地震桥梁震害分析
• 2.3.1 地震烈度的影响
• 2.3.2 结构形式的影响
• 2.3.3 地质灾害的影响
• 本章小结
• 第3章 桥梁震后模糊综合评估
• 3.1 引言
• 3.2 模糊理论基础
• 3.2.1 模糊集合理论
• 3.2.2 隶属函数
• 3.2.3 模糊系统
• 3.3 钢筋混凝上梁桥模糊综合评估
• 3.3.1 钢筋混凝土梁桥的评估模型
• 3.3.2 多层次模糊综合评估的基本步骤
• 3.4 桥梁震后损伤评估等级及相应修复费用评估
• 3.4.1 桥梁震后损伤评估等级
• 3.4.2 基于模糊综合评判的桥梁震后修复总费用评估
• 3.5 模糊综合评估计算实例
• 3.5.1 工程概况
• 3.5.2 检测结果
• 3.5.3 检测数据的模糊化
• 3.5.4 一级模糊综合评估
• 3.5.5 二级模糊综合评估
• 3.5.6 三级模糊综合评估
• 本章小结
• 第4章 简支体系桥梁地震模糊易损性分析
• 4.1 引言
• 4.2 传统易损性分析法
• 4.2.1 经验易损性分析法
• 4.2.2 理论易损性分析法
• 4.3 易损性函数理论
• 4.3.1 单损伤状态
• 4.3.2 多损伤状态
• 4.4 模糊易损性理论
• 4.4.1 模糊概率及可能性概率分布
• 4.4.2 模糊损伤状态和模糊易损性关系
• 4.5 统计资料分析
• 4.5.1 墩台形式
• 4.5.2 桥梁跨数
• 4.5.3 桥梁主跨跨度
• 4.6 模糊易损性计算
• 本章小结
• 结论与展望
• 主要工作与结论
• 有待进一步研究的问题
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及参与科研项目