城市交通枢纽地震韧性评估：基于系统功能损失与恢复的立交桥抗震性能研究

这篇研究提出了一种立交桥地震韧性评估新框架，通过分层置信规则库（hierarchical belief rule-based）整合安全功能（safety functionality）和交通功能（traffic functionality），建立分段分层修复策略，并采用蒙特卡洛（Monte Carlo）模拟计算韧性指数。相比传统专家经验法，该方法能更客观反映立交桥系统级功能损失与恢复过程，为抗震加固和应急资源分配提供科学依据。

　　

Highlight

本研究亮点在于提出了一种融合系统功能损失与恢复过程的立交桥地震韧性评估框架，突破了传统单桥评估局限，为复杂交通枢纽的抗震设计提供了新范式。

Assessment of interchange system post-earthquake functionality

立交桥震后功能评估从安全功能（抗倒塌能力）和交通功能（车辆通行效率）双维度展开。安全功能通过系统脆弱性（system fragility）量化，而交通功能则结合构件功能依赖性（functional interdependencies）和路网交通流特性综合评估，形成层级化功能损失指标。

Post-earthquake functionality recovery model of interchange

如图2所示，桥梁修复分为准备期和施工期两阶段。采用基于性能组分（performance groups）的分段分层施工策略，将各组分修复时间整合为系统级恢复曲线，显著提升了修复效率建模的准确性。

Probabilistic assessment method for seismic resilience of interchanges

地震韧性指数定义为预期恢复期内功能水平的均值，通过蒙特卡洛模拟量化。公式中Q(t)为阶梯函数型恢复模型，t_LC代表灾后重建控制时长，该方法能有效捕捉修复过程中的不确定性。

Illustrative model overview

以简化版Sioux-Falls交通网络（含21节点和46路段）为例，其中节点7作为立交桥采用微观互联模型。结果显示，相比传统方法评估结果的离散性，本框架所得韧性指数更均衡合理。

Conclusion

该框架首次实现了立交桥系统级地震韧性的多维度量化，其分层功能整合方法和分段修复策略为交通基础设施韧性研究提供了新思路。