[发明专利]一种考虑桥墩失效模式的混凝土桥梁洪水易损性分析方法

权利要求书

1.一种考虑桥墩失效模式的混凝土桥梁洪水易损性分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)确定待研究桥梁基本信息，包括桥面板尺寸，桥墩构造以及配筋信息；

(2)基于桥墩基本信息，计算桥墩抗剪承载力；

(3)基于桥梁基本信息在OpenSees中构建桥梁数值分析模型；

(4)确定水流深度，进而在桥梁相应深度施加均布荷载并进行推覆分析，直到桥墩达到最大承载能力；

(5)确定桥墩达到最大承载能力时的水流作用力，计算此时水流速；所述步骤(5)中桥墩达到最大承载能力时的水流作用力确定方法为：依据步骤

(4)中确定的桥墩最大承载能力，假定此时对应的施加在桥墩上的水流压力为p，则相应的水流作用力为：

F_flood＝ph

其中，F_flood为施加在桥墩上的水流力，h为此时施加在桥墩上的水流深度；

所述步骤(5)中桥墩达到最大承载能力时的水流速度确定方法为：

其中，ρ_s为水流密度，δ_D为水流冲击系数，B为桥墩面向水流的截面宽度，v为水流速度；

所述步骤(5)中桥墩达到最大承载能力时的水流速度确定方法中，水流密度ρ_s和水流冲击系数δ_D考虑不确定性影响，

其中，水流密度符合均匀分布，其分布函数为：

其中，a＝1000kg/m³，b＝1250kg/m³，或依据桥梁所在的水域资料调或现场测试确定；

其中，水流冲击系数符合均匀分布，其分布函数为：

其中，c＝1.0，d＝2，或依据桥梁所在的水域资料调或现场测试确定；

所述步骤(5)中桥墩达到最大承载能力时的水流速度确定方法采用蒙特拉洛模拟方法，具体为，抽样10000个水流密度值和10000个水流冲击系数值，进而依据步骤(5)中的公式分别计算每个水流密度下和水流冲击系数下水流速度值；

(6)重复步骤(4)，(5)，获得不同深度下桥墩倒塌时的水流速，拟合得到桥梁洪水易损性曲线。

2.根据权利要求1中所述一种考虑桥墩失效模式的混凝土桥梁洪水易损性分析方法，其特征在于，所述步骤(1)中桥梁基本信息主要包括：桥梁跨径L，桥面板宽度Wd，桥面板高度Dh，混凝土强度fc，钢筋屈服强度fy，桥墩高度ColH，桥墩截面宽Cb，桥墩截面高Ch，纵筋配筋率pl，箍筋配筋率pt，桥台基底桩数量Pn，支座数量Bn，支座摩擦系数Cof，桥面板与桥台间隙Agap，桥面板与剪力键间隙Sgap。

3.根据权利要求1中所述一种考虑桥墩失效模式的混凝土桥梁洪水易损性分析方法，其特征在于，所述步骤(2)中桥墩抗剪承载力计算公式为：

其中V_shear为桥墩抗剪承载力，f_c为混凝土强度，_a为桥墩高度，d为桥墩截面有效高度，P为桥墩轴力，A_g为桥墩截面面积，A_s为平行于加载方向的箍筋总面积，f_y为箍筋屈服强度，_s为箍筋间距。

4.根据权利要求1中所述一种考虑桥墩失效模式的混凝土桥梁洪水易损性分析方法，其特征在于，所述步骤(3)中桥墩剪切响应的初始刚度假定为无限大，即不考虑桥墩剪切变形，仅考虑剪切承载力的影响。