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第５１卷第１期湖南交通科技Ｖｏｌ．５１Ｎｏ．１

２０２５年３月ＨＵＮＡＮＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＭａｒ．，２０２５

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文章编号：１００８８４４Ｘ（２０２５

考虑冲刷作用的钢管混凝土拱桥抗震可靠度分析

洪飞１，２

（１湖南省交通科学研究院有限公司，湖南长沙４１０１１４；２交通建设工程湖南省重点实验室，湖南长沙４１０１１４）

摘要：冲刷作用会削弱桥梁桩基的侧向支撑作用，从而影响桥梁结构的抗震性能，故

有必要研究冲刷作用对桥梁抗震性能的影响。文章采用基于概率的不确定性分析方法，建立

了计算桥梁局部冲刷深度的方法，根据结构可靠度相关理论，基于地震易损性及危险性曲

线，得到了桥梁抗震可靠度的计算方法，并以国内某跨江钢管混凝土拱桥为工程实例，计算

得到了该桥的地震易损性及危险性曲线，进而得到了该桥的抗震可靠度。研究表明：随着

ＰＧＡ增大，桥梁在不同冲刷深度、不同损伤状态下的失效概率均逐渐增大；当损伤状态相同

时，冲刷深度越大，桥梁结构的失效概率越大，并且其增速整体呈现先快后慢的趋势；冲刷

作用并不会改变桥梁地震易损性曲线的增长趋势，但会使其失效概率增加；当地震烈度相同

时，桥梁结构的失效概率随冲刷深度的增加而增加，但增速随冲刷深度增加不断减小；当桥

梁结构的失效概率相同时，地震烈度值随冲刷深度的增加而增加，但增速不断减小；桥梁的

抗震可靠度随服役时间增长而减小，冲刷作用会显著降低桥梁的抗震可靠度，其中冲刷深度

越大，桥梁抗震可靠度下降越明显。

关键词：桥梁工程；冲刷作用；地震易损性；地震危险性曲线；抗震可靠度

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中图分类号：Ｕ４４２５５文献标志码：Ａ

［１０］

峰以某大跨度斜拉桥为工程实例，通过

０引言

ＳＡＰ２０００建立了该桥的空间有限元模型，对比分析

跨越水域的桥梁在水流的冲刷作用下，其河床了未考虑冲刷作用与考虑冲刷作用下的桥梁地震响

［１１］

遭受严重的剥蚀。水流冲刷带走桩基周围的泥沙，应；李静文等通过现有理论计算得到了桥梁的

从而形成冲刷坑，导致桩基埋深不断减小［１－２］。据最大冲刷深度，采用“ｍ”法建立了不同冲刷深度

［３］下的全桥有限元模型，通过分析桥梁结构的动力特

统计，美国超５０％桥毁事故由冲刷作用引发；

［４］

哥伦比亚近１／３桥梁事故与洪水冲刷有关；我国性以及地震响应时程特性，研究了不同冲刷深度下

统计的１５７座桥毁事故中，近４５％与洪水冲刷有［１２］

的桥梁抗震性能；何海峰等以川藏线的连续梁

［５］

关。冲刷作用的本质是水流对桥墩基础周围泥桥为实例，通过建立有限元模型分析了不同冲刷深

沙的剥蚀过程，不仅会减弱桥墩基础的侧向与竖向度下的桥梁动力特性，并对其地震易损性进行了讨

［１３］

承载力，还会影响基础的整体刚度，从而显著降低论；吴文朋等以某连续刚构桥为工程实例，根

桥梁结构的抗震性能。因