【摘要】：近年來,鋼管混凝土拱橋因其良好的力學性能、較好的經濟性和較短的建設周期等優(yōu)點在我國高速鐵路橋梁工程得到了快速的發(fā)展和應用。以寶蘭客專線武威路雙洞子鋼管混凝土系桿拱橋為工程背景,深入研究了鋼管混凝土拱橋的非線性地震響應特性,并結合IDA分析法,對該橋進行了地震易損性分析和地震經濟風險評估。本文以一高速鐵路鐵路鋼管混凝土系桿拱橋的抗震性能與易損性為主線,主要研究工作包括以下幾方面:(1)通過查閱大量文獻和資料,詳細闡述了世界范圍內關于橋梁結構抗震設計的發(fā)展歷程和抗震性能研究現狀,介紹了地震易損性分析在橋梁工程領域的應用,并對鋼管混凝土拱橋的抗震性能的發(fā)展現狀進行了概括,對鋼管混凝土拱橋在鐵路上的應用情況進行了總結。(2)以實際工程為背景,運用Midas/Civil有限元軟件建立了高速鐵路線上一鋼管混凝土系桿拱橋空間彈塑性有限元模型,通過等比例縮尺的鋼管混凝土軸心受壓試驗,得到了與該橋拱肋材料、幾何特性相同的鋼管混凝土本構關系,用Midas/FEA軟件模擬并校核試驗結果的正確性,將該本構關系輸入拱肋截面,并對全橋進行自振特性分析。(3)運用Pushover、MPA兩種靜力彈塑性分析方法,對鋼管混凝土拱肋進行橫橋向地震響應對比分析,并通過SIMQKE軟件擬合的人工地震波進行了IDA分析,基于IDA計算結果驗證了Pushover和MPA法在該類橋梁抗震分析中的適用性和準確性。(4)根據橋址處場地類別和結構自振周期等因素,從美國PEER地震數據庫中選取了一系列地震記錄�；谠隽縿恿Ψ治龇�,建立了在橫橋向和順橋向地震作用下的IDA曲線,詳細分析了不同關鍵截面處的抗震性能和破壞過程。(5)對鋼管混凝土拱肋截面進行了彎矩-曲率分析,選取曲率延性比作為拱肋損傷評價指標,定義了拱肋的不同損傷狀態(tài)。運用增量動力分析方法,研究了該橋橫橋向的地震響應,依據傳統可靠性理論和失效概率上下限計算方法,分析評估了該橋拱肋的抗震性能。(6)將年預期損失作為地震經濟風險評價指標,對該高速鐵路鋼管混凝土系桿拱橋進行了地震經濟風險的量化分析,得出了橋梁在地震作用下的總損失比率曲線,供相關決策者全面考量橋梁的地震經濟風險,對橋梁抗震設計、震后橋梁的加固或新建做出合理決策。
【圖文】：

高速鐵路鋼管混凝土拱橋抗震性能分析及地震經濟風險評估名稱 地點 時間 震級 人員傷亡及損失情況海地地震海地太子港2010.1.12 7.322.25 萬人遇難，近 20 萬人受傷，經濟損失近80 億美元玉樹地震中國青海2010.4.14 7.12698 人遇難，建筑物損壞嚴重，直接經濟損失達 3 億人民幣日本地震 日本 2011.3.11 9.0當日余震 64 次，并引發(fā)巨大海嘯，11000 多人遇難，18000 多人失蹤，同時導致福島核電站核泄漏事故蘆山地震中國四川2013.4.20 7.0近 200 人死亡，直接經濟損失達 850 億人民幣尼泊爾地震 尼泊爾 2015.4.25 8.1近 9000 人遇難，22303 人受傷，文物古跡毀壞嚴重，，經濟損失慘重九寨溝地震中國四川2017.8.8 7.020 余人遇難，損失 1.1 億人民幣，九寨溝景區(qū)多個景點損壞嚴重，間接經濟損失慘重

高速鐵路鋼管混凝土拱橋抗震性能分析及地震經濟風險評估名稱 地點 時間 震級 人員傷亡及損失情況海地地震海地太子港2010.1.12 7.322.25 萬人遇難，近 20 萬人受傷，經濟損失近80 億美元玉樹地震中國青海2010.4.14 7.12698 人遇難，建筑物損壞嚴重，直接經濟損失達 3 億人民幣日本地震 日本 2011.3.11 9.0當日余震 64 次，并引發(fā)巨大海嘯，11000 多人遇難，18000 多人失蹤，同時導致福島核電站核泄漏事故蘆山地震中國四川2013.4.20 7.0近 200 人死亡，直接經濟損失達 850 億人民幣尼泊爾地震 尼泊爾 2015.4.25 8.1近 9000 人遇難，22303 人受傷，文物古跡毀壞嚴重，經濟損失慘重九寨溝地震中國四川2017.8.8 7.020 余人遇難，損失 1.1 億人民幣，九寨溝景區(qū)多個景點損壞嚴重，間接經濟損失慘重
【學位授予單位】：蘭州交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：U448.22

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