桥梁抗震重要性系数修正方法与流程

本发明属于土木工程领域，具体涉及一种桥梁抗震重要性系数修正方法。
背景技术：
：随着城市建设的发展，交通运输线路建设速度越来越快，交通网越来越密集。我国高速公路从1988年起步到通车1万公里，用了12年时间，进入21世纪以来，高速公路的建设进入飞速发展阶段，从1万公里到突破2万公里，我国只用了3年时间。截至2015年，我国高速公路建成里程12.4万公里，至2020年，我国高速公路建成里程将达到15万公里。公路交通运输网是抢救人民生命财产和尽快恢复生产、重建家园的生命线，桥梁是公路交通运输网的重要组成部分。公路的建设使两地之间的交通线路变得多元化，地震发生时，灾后救援的生命线也不再单一。我国《公路桥梁抗震设计细则》(jtg/tb02-01-2008)，简称《08细则》，依据桥梁所处的道路等级、桥梁跨径考虑桥梁的抗震设防重要性，强调道路等级及修复的难易程度，而没有对道路担负的灾后救援使命进行全面考虑，没有考虑灾后生命线工程在救援工作中的唯一性与否，从经济性角度看所有的桥梁按照同一个标准进行抗震设防是不完全合理的。技术实现要素：针对路网密集区的特点，在单座桥梁抗震重要性的基础上，结合桥梁在路网中的影响程度，本发明的目的在于提出一种桥梁抗震重要性系数修正方法。本发明的目的在于通过抗震重要性系数修正，路网密集区道路通行可靠度达到合理的标准，实现经济性与可靠性和谐统一，适用于规范中，指导桥梁设计。本发明采用的技术方案为：一种桥梁抗震重要性系数修正方法，所述修正方法包括4个评价指标，分别为地震易损性评价指标r1、地震风险评价指标r2、桥梁串联评价指标r3和道路并联评价指标r4；抗震重要性修正系数r由4个评价指标相乘而得；其中：地震易损性评价指标r1：依据结构体系的易损性将不同结构体系划分为不同的易损性等级，每个等级对应一个地震易损性评价指标r1，易损性越高的级别在地震中失效概率越大，设防标准需适当提高，地震易损性评价指标r1相应地大；地震易损性评价指标r1在0.92～1.08范围内变化；地震风险评价指标r2：地震风险评价利用对地震危险性的研究成果，对桥址区域可能遭受的地震灾害程度进行可能意义下的量化分析，是一种全概率算法的地震风险评估手段；将地震风险划分不同的等级，风险高的等级，需要相应地提高设防标准，地震风险评价指标r2相应地大；地震风险评价指标r2在0.90～1.10范围内变化；桥梁串联评价指标r3：当一条道路上桥梁数目增加时，要保证道路通行的可靠度，桥梁串联评价指标r3应适当提高；随着道路长度增加，桥梁数目增多，道路中可能出现与其它道路的交汇点，某处桥梁中断时可通过交汇点从另一条道路通行，这时道路通行可靠度又有所提高，确定桥梁串联评价指标r3时，考虑串联桥梁的数目在1～20座之间，桥梁串联评价指标r3在1.00～1.10之间变化；道路并联评价指标r4：不同等级的公路在灾后救援的重要性是不同的，道路并联评价指标r4依据道路等级和道路数目划分，将不同公路等级的道路划分不同的权重值，公路等级越高，权重越大；将并联道路的权重相加，依据权重总和划分不同等级，每个等级对应一个道路并联评价指标r4，权重总和越高，r4越小。道路并联评价指标r4在0.90～1.00之间变化；抗震重要性修正系数r由4个评价指标相乘而得，r＝r1×r2×r3×r4；单一道路中，抗震重要性修正系数r取1.00；抗震重要性修正系数r取值在0.80～1.20范围内变化。本发明中，地震易损性评价指标r1中，对于复杂、非常规体系结构，可以先计算出结构的地震易损性，再通过计算出的结构易损性对应相应的易损性等级，获得地震易损性评价指标r1。本发明中，对于地震易损性评价指标r1，结构易损性是结构在不同等级灾害下的失效概率，失效概率越高，则结构易损性越大。本发明中，桥梁串联评价指标r3。在地震作用下每座桥梁都有可能发生破坏，中断交通，因此两地之间的一条道路上桥梁数量增多，道路通行的可靠度将会降低。一条道路上桥梁数目增加时，要保证一定的道路通行可靠度，桥梁串联评价指标r3应适当提高。本发明中，依据结构的地震易损性，地震易损性评价指标r1将由表1确定，对于一个特定的单孔跨径l0值，r1可由表1线性插值取得；如果该桥为多跨连续桥，则取最大单孔跨径。表1地震易损性评价指标r1本发明中，基于《08细则》已有对桥址区域地震烈度的考虑，地震风险评价r2主要考虑桥梁墩高h的影响，地震风险评价指标r2将由表2确定，桥梁墩高h取整座桥梁最高墩高，r2可由表2线性插值取得。表2地震风险评价指标r2本发明中，依据桥梁串联情况，桥梁串联评价指标r3将由表3确定，对于一个特定的串联桥梁数n，r3可由表3线性插值取得。表3桥梁串联评价指标r3本发明中，依据道路并联情况，道路并联评价指标r4将由表4确定，定义高速公路权重值1.2，一级公路权重值1.0，二级公路权重值0.9，三级公路权重值0.8，四级公路权重值0.6，对于一个特定的权重值总和p，r4可由表4线性插值取得。表4道路并联评价指标r4应当指出，表1～4的取值是根据现有文献资料、公式推倒而得，随着相关文献资料增多，相关公式愈加完善，表1～4的取值可相应调整。本发明提供的技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：1)抗震重要性系数修正方法适用于路网密集区桥梁，保证了路网密集区道路通行的可靠度，提高了桥梁建设经济性。2)抗震重要性系数修正方法进一步地完善，将来可适用于规范中，指导桥梁生产实践。3)抗震重要性系数修正方法综合考虑了结构易损性、地震风险、桥梁串联、道路并联四个方面，可用于评估现有桥梁抗震可靠性。附图说明图1为本发明工作流程图。具体实施方式桥梁的抗震设防等级由抗震重要性系数来体现，我国《公路桥梁抗震设计细则》(jtg/tb02-01-2008)中各类桥梁抗震重要性系数见表5。下面结合具体实施方式对本发明做进一步说明。表5抗震重要性系数ci桥梁分类e1地震作用e2地震作用a类1.01.7b类0.43(0.5)1.3(1.7)c类0.341.0d类0.23-实施例1：新建设桥梁其规划方案如下：60m+100m+60m高速公路三跨连续梁桥，桥梁最高墩高22m，是连接a镇与b镇的重要通道，该道路共设计桥梁6座，规划时a镇与b镇道路已有一级公路2条，二级公路3条。该桥梁是单跨跨径不超过150m的高速公路上的桥梁，属于b类桥梁，在e2地震作用下，其抗震重要性系数ci取1.3。确定地震易损性评价指标r1。该桥梁属于三跨连续梁体系，最大跨径100m，依据表1，找出梁桥在100m跨径时取值为0.97。确定地震风险评价指标r2。在本例中，桥梁最高墩高22m，依据表2，线性插值可得确定桥梁串联评价指标r3。该道路串联桥梁共计6座，依据表3，线性插值可得确定道路并联评价指标r4。包含该桥所在道路，a与b镇道路将有高速公路1条，一级公路2条，二级公路3条，依据各公路的权重值，可计算出权重总和p＝1.2×1+1.0×2+0.9×3＝5.9。根据权重总和，由表4线性插值可得抗震重要性修正系数r＝r1×r2×r3×r4＝0.97×0.95×1.04×0.92＝0.88，修正后的抗震重要性系数cir＝ci×r＝1.3×0.88＝1.144。例2：新建设桥梁为异形拱梁组合桥，设计跨径采用55m+85m+55m三跨布置，拱肋平面投影与主梁中心线呈现25°夹角。该桥属于非常规体系结构，先计算出结构的地震易损性。采用有限元软件对该结构进行易损性分析，得到桥梁在地震作用下，其最不利受力构件的易损性曲线与130m跨径常规体系拱桥最不利受力构件的易损性曲线相近，因此可以认为该桥梁与130m跨径拱桥的地震易损性相同。130m跨径拱桥地震易损性评价指标对应的，55m+85m+55m三跨异形拱梁组合桥地震易损性评价指标r1异形＝r1常规＝1.02。应当指出，对于本
技术领域：
的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。当前第1页12