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在大气环境及车辆荷载等因素的短期及长期作用下,混凝土连续梁桥的动力特征具有时变性,往往容易掩盖其真实的损伤状况,产生损伤识别误判。同时多环境因素也造成了桥梁产生诸如氯离子侵蚀、碳化、疲劳、长期下挠等材料和结构的性能演变和劣化。如何将健康监测、耐久性分析及承载力评定密切结合,发展多环境因素下的连续梁桥时变动力特征的准确提取及性能演变的精细化模拟,是亟需解决的问题。 氯离子侵蚀和碳化是影响混凝土结构耐久性的主要因素,各自的理论公式已比较完善,但考虑二者耦合作用的定量分析和模型较少,影响混凝土结构耐久性分析的精度和水平。本文基于DLA原理,考虑到扩散深度、混凝土特性及暴露条件等对氯离子扩散的影响,并考虑到混凝土特性及暴露条件等对碳化的影响,以及碳化与氯离子侵蚀的耦合作用,建立了DLA模型,可以获得任意时刻、任意位置处二氧化碳与氯离子的浓度。 氯离子侵蚀和交通荷载导致的疲劳效应均为影响桥梁耐久性的主要因素,但目前关于考虑二者的耦合效应的研究较少,影响混凝土结构耐久性分析的精度和水平。本文采用基于连续损伤力学的疲劳损伤模型获得交通荷载的疲劳等效应力幅,并基于孔隙弹性力学理论建立了体应变和孔隙率的关系,之后考虑孔隙率变化与氯离子扩散系数的关系,确立了“疲劳应力-体应变-孔隙率-氯离子扩散系数-钢筋锈蚀率”的多场耦合分析流程。 目前的钢筋混凝土桥梁地震易损性分析一般只针对桥墩截面曲率等局部构件参数进行,且不考虑耐久性对结构性能的影响,具有一定的局限性。本文提出一种基于时变周期的桥梁地震易损性分析方法,能够计算复杂桥梁多维整体易损性。在此基础上,通过对钢筋粘结力和截面面积的修正,建立不同龄期桥梁有限元模型,可考虑耐久性降低对地震易损性的影响。通过基于周期和桥墩曲率的易损性分析,建立了考虑钢筋锈蚀影响的桥梁综合时变地震易损性分析方法。 本文从能量耗散角度认为损伤的形式和程度与结构理想弹性变形能和实际弹塑性变形能之间的差异相关,提出基于滞回耗能差的桥墩损伤评价方法。提出基于多阶周期的桥梁多维整体易损性分析方法。运用模糊数学中的综合评判方法,结合基于位移的支座损伤分析、基于能量的桥墩损伤分析和基于周期的整体损伤分析,建立能够反映桥梁局部和整体损伤的多元模糊易损性分析方法。算例结果表明基于多元模糊评定的桥梁地震易损性分析方法能准确细致地反映桥梁构件和整体的动力特性的损伤演变过程,具有较好的准确性和实用性。