地震作用下基于性能的中小跨径梁桥横向支承约束系统设计优化

摘要：

支承约束系统对中小跨径梁桥抗震有显著意义,该研究提出一种基于性能的方法优化桥梁的支承约束系统参数.以汶马高速公路中的简支梁桥群组为例,采用铅芯橡胶支座进行桥梁横桥向的抗震性能优化.首先参数化建立桥梁的OpenSees有限元模型,对桥梁支座一挡块组成的支承约束体系的初始设计进行非线性时程分析;由logistic回归得到了以工程需求参数(engineering demand parameter,EDP)为条件的桥梁构件级易损性函数,推导了桥梁的统一系统级性能指标修复成本比(repair cost ratio,RCR),将其作为优化程序的目标函数;利用遗传算法建立了支承约束系统设计参数的优化程序.研究结果表明:在以EDP为条件建立的桥梁构件级易损性函数中,桥墩和支座的损伤概率对不同的支承约束系统设计不敏感,推导的RCR可以涵盖不同的支承约束系统.利用该程序优化了案例桥梁群组的铅芯橡胶支座约束系统设计参数,当支座屈服强度约为(0.16±0.02)倍的桥墩屈服强度,支座屈服后刚度约为(0.054 8±0.008 1)倍的桥墩弹性刚度,挡块与主梁的间距为0.098 m,挡块刚度取为185 × 104 kN/m时,桥墩和支座产生的地震响应能够显著降低桥梁的RCR.

关键词：中小跨径梁桥、桥梁群组、logistic回归、遗传优化、易损性

所属期刊栏目：42

分类号：U442.5(桥涵工程)

资助基金：甘肃省科技计划;甘肃省科技计划;中国地震局工程力学研究所基本科研业务费专项;兰州交通大学青年科学基金项目

在线出版日期：2023-09-06（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：26-36