Auswirkungen von Bodenbewegungen auf die Fragilität und Vulnerabilität von Stahlbetonbrücken unter verschiedenen Bodenbedingungen

Brücken sind wesentliche Komponenten von Verkehrsnetzen und dienen als Lebensadern für den Transport von Menschen und Waren. Die Widerstandsfähigkeit von Brücken gegenüber Naturkatastrophen, insbesondere Erdbeben, ist von größter Bedeutung. Dennoch besteht eine kritische Wissenslücke hinsichtlich der Performance von Brücken im herausfordernden Gelände von sandigen und tonhaltigen Böden mittlerer Dichte während seismischer Ereignisse. Diese Studie zielt darauf ab, diese Lücke zu schließen, indem Fragilitätskurven entwickelt werden, die die Wahrscheinlichkeit von Brückenschäden oder -versagen bei unterschiedlichen Erdbebenmagnituden quantitativ bewerten. Die CSI Bridge v25.0.0 wurde verwendet, um die Erdbodenbewegungen speziell in sandigen Böden mittlerer Dichte und steifen tonhaltigen Böden zu simulieren. Nichtlineare Zeitverlaufsanalysen der Brücke wurden unter Verwendung von 5 verschiedenen Erdbebenereignissen mit PGA-Werten von 0,25 – 1,5 g durchgeführt. Eine Fragilitätsanalyse wurde durchgeführt, um seismische Fragilitätskurven für den kritischen Teil der Brücke bei verschiedenen Spitzenbodenbeschleunigungen (PGA) in zwei Bodentypen zu entwickeln. Die Ergebnisse zeigten, dass das Deckelement anfälliger für Schäden ist als der Pfeiler. Die Auswirkungen seismischer Aktivität auf mitteldichten Boden sind signifikanter als auf steife tonhaltige Böden in Bezug auf die kritischen Komponenten der Brücke. Dieses Ergebnis verbessert die Fähigkeit, Brücken zu entwerfen, die seismischen Ereignissen widerstehen und sich effektiver erholen können.