[发明专利]一种近断层区域桥梁地震风险的快速评估方法

说明书

本发明涉及桥梁风险评估技术领域，具体是一种近断层区域桥梁地震风险的快速评估方法，包括以下步骤：构建关联桥梁自振周期与地震风险概率的风险谱函数，将通过地震风险概率函数计算得到的地震风险概率数据导入到风险谱函数中，计算得到待定参数的确定值，接着将待定参数的确定值作为已知值赋予对应待定参数，并将获取的地震风险概率数据导入赋值后的风险谱函数中计算，从而更新待定参数的确定值，使用预测模型对桥梁的地震风险进行预测，进而通过对应指标确定该桥梁的抗震性能；本发明可以根据所建立的数学模型，计算近场中不同桥梁的地震风险值，进而快速评估桥梁结构的抗震性能。

技术领域

本发明涉及桥梁风险评估技术领域，具体是一种近断层区域桥梁地震风险的快速评估方法。

背景技术

地震灾害作为桥梁道路面临的主要风险，具有难预测，不可控的特点，一旦发生，轻则造成桥梁的损伤以及倒塌，重则造成整个道路网络的瘫痪。而桥梁结构一旦发生破坏，将中断整个交通路网，容易形成“地震孤岛”，从而耽误了宝贵的救援时间。

近断层地震波具有与传统的远场地震波明显不同的特征，主要体现在方向性效应，滑冲效应等方面。由于这些效应的影响，近断层地震波具有高幅值，长周期的速度脉冲，会导致桥梁结构的响应增大，从而增加了桥梁的损伤风险。由于某些客观因素的限制，一些桥梁结构在规划时无法避开断层。此外由于设计之初未能探明桥址处断层的详细情况，已建的桥梁结构面临着潜在的近断层地震破坏风险。因此，对一些位于近断层的桥梁进行地震风险概率评估显得尤为重要。

桥梁地震风险概率不仅考虑了结构在不同确定强度下的损伤的可能性，同时兼顾到确定强度发生的可能性，桥梁地震风险概率的确定涉及到场地地震危险性分析、地震易损性分析等过程。场地地震危险性分析是指对某一给定的场地，其在工程有效使用期内评价其地面遭受一定地震强度的危险性。地震易损性分析是指即为桥梁结构在不同水平的地震作用下，发生不同程度损伤的可能性。目前，传统的桥梁地震风险评估大多选用单一的远场地震波或者脉冲地震波。而实际上对于单个近场区域而言，地震波的发生是一个概率性事件，桥梁遭遇普通的远场地震波和脉冲地震波都是具有一定概率性，因此应该考虑远场地震波和脉冲地震的发生概率更符合实际情况，由此对传统的桥梁地震风险概率评估方法做出修正。基于近场区域的脉冲概率，在桥梁地震风险概率评估中综合考虑了远场地震波和脉冲地震波的影响，给出了影响下桥梁不同损伤状态的损伤概率。尽管对地震风险概率评估方法做出了修正，但由于各个桥梁特征并不相同，并且缺乏详细的设计场景(如破裂尺寸和断层类型)，因此对桥梁的地震风险概率进行逐一评估存在成本高和耗时长的弊端，限制了其在实际工程中的普及度。鉴于此，如何对近断层区域的桥梁结构的抗震性能进行快速评估是亟待解决。

发明内容

为了避免和克服现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种近断层区域桥梁地震风险的快速评估方法。本发明可以根据所建立的数学模型，计算近场中不同桥梁的地震风险值，进而快速评估桥梁结构的抗震性能。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种近断层区域桥梁地震风险的快速评估方法，包括以下步骤：

A1、构建关联桥梁自振周期与地震风险概率的风险谱函数；

A2、通过地震风险概率函数计算得到指定断层距的桥梁在各个损伤状态下的地震风险概率；

A3、将通过地震风险概率函数计算得到的地震风险概率数据导入到风险谱函数中，计算得到待定参数的确定值；接着将待定参数的确定值作为已知值赋予对应待定参数，并将获取的地震风险概率数据导入赋值后的风险谱函数中计算，从而更新待定参数的确定值；

A4、将更新后的待定参数的确定值作为已知值赋予相应的待定参数，从而得到基于桥梁自振周期与位于相应断层距的桥梁在不同损伤状态下的风险谱函数，即预测模型；使用预测模型对桥梁的地震风险进行预测，进而通过对应的地震风险值确定该桥梁的抗震性能。