服务于保险的桥梁施工阶段地震易损性分析.docx
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"服务于保险的桥梁施工阶段地震易损性分析" 本文聚焦于服务于保险的桥梁施工阶段地震易损性分析,旨在解决当前保险业迫切需要找到更为科学、精确的预测在建桥梁地震损失的方法,明确施工阶段地震保险的防灾防损策略。 在我国,承保地震风险的相关财产保险,主要有巨灾保险和工程保险中的工程一切险。研究地震相关保险问题,具有重要的战略和现实意义。然而,当前保险公司地震保险费率没有很严格的精算基础,而是整体粗略估计。工程保险的保险金额,是在保险期限内随着工程建设的进度与工程材料以及人工的不断投入而逐渐增长的。 历史地震中,很多桥梁震害案例都是发生在施工过程中的,其中,在 2008 年汶川地震中有多座在建桥梁受损。施工阶段桥梁的受力情况与已竣工服役的桥梁有较大差别,其地震破坏的风险也有所不同。采取合适的保险防灾防损策略,可以减少或消除风险发生的因素,防止或减少灾害事故,控制事故损失规模,从而降低保险成本,增加经济效益。 目前,关于桥梁结构地震易损性的研究大多数都是针对竣工后的完整桥梁来开展的。袁万城等采用 Kriging 模型绘出地震易损性曲线,并与拉丁超立方法进行了对比分析。文献分别研究了余震和桥台对连续梁桥地震易损性的影响。大桥亮介等对某斜拉桥悬吊架设法分 5 个阶段进行了地震安全性分析。杨成等针对震区桥梁重建过程中遭受的余震破坏风险,研究了梁体架设在钢管混凝土叠合墩上的一座山区高墩桥梁,分析了该桥梁体在悬臂法施工整个过程的地震易损性。 本文以采用悬臂浇筑施工法的一座预应力混凝土连续梁桥为算例,结合增量动力分析(incremental dynamic analysis, IDA)和基于损伤指数需求能力比的方法,根据实际施工步骤中体系转换特点,针对易于发生震害的施工阶段,进行地震易损性对比研究,进而为工程保险中悬臂浇筑桥梁施工阶段的地震风险评估和风险控制提供依据,并给出不同施工阶段的保险防灾防损策略建议。 地震易损性分析方法易脆性与易损性意义不同,本文地震易脆性,定义为地震后结构不同损伤状态的超越概率;地震易损性,定义为地震后结构不同损伤状态的发生概率与该状态对应的平均损失率乘积之和,即地震给结构造成的加权平均损失率。地震易损性分析由地震易脆性分析和地震损失评估两部分组成。其中,地震易脆性分析表现为抗震性能,体现了地震需求与结构抗震能力的关系,力学性能上的超越概率的计算,决定了保险标的物发生不同损失程度的概率;地震损失评估表现为震后损失,可以用地震平均损失率来衡量,决定了保险标的物在经济、功能上的损失比例。 对于不同施工阶段的地震易损性分析,要充分考虑不同施工阶段的结构体系、力学特征以及边界条件等的差异,分别建立不同施工阶段的结构模型,并开展地震易损性分析。参考常见的完整结构地震易损性分析方法,施工阶段结构地震易损性分析方法流程,如图 1 所示。 本文算例桥梁,跨度为 51 m+85 m+51 m 三跨,预应力混凝土连续梁桥,横截面为单箱单室截面,纵截面为箱型变截面,端支点及中跨跨中梁高 2.4 m,中支点梁高 5 m,箱梁顶板宽 13 m,底板宽 7 m,翼缘悬臂长 3 m。箱梁左右腹板变高度,底板水平。中墩墩高 9 m,墩身横截面为 3.5 m×7 m 的矩形截面。 本文重点研究的施工阶段及其施工工期安排如表 1 所示。 本文的研究结果将为工程保险中悬臂浇筑桥梁施工阶段的地震风险评估和风险控制提供依据,并给出不同施工阶段的保险防灾防损策略建议。
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