趙燦暉 曾顯志 鄧開(kāi)來(lái)

摘 要：橋梁抗震一直是橋梁工程領(lǐng)域內(nèi)的重要研究方向。歸納總結(jié)了2019年橋梁抗震領(lǐng)域的研究成果和發(fā)展趨勢(shì)，主要結(jié)論如下：傳統(tǒng)鋼筋混凝土橋墩地震響應(yīng)機(jī)理研究日益精細(xì)化，局部損傷的演化和控制得到更多重視;預(yù)制拼裝墩在“等同現(xiàn)澆”連接方式之外，探索了兼顧“傳力”與“耗能”的多種新型構(gòu)造;自復(fù)位橋墩在強(qiáng)震下可能產(chǎn)生界面消壓，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)剛度快速下降，是制約其推廣的關(guān)鍵問(wèn)題;大噸位、大變形、高耐候是高性能減隔震裝置的發(fā)展趨勢(shì)，引入半主動(dòng)控制技術(shù)具有良好的發(fā)展?jié)摿?橋梁抗震研究中更多地考慮了土結(jié)、墩水相互作用，模型的計(jì)算精度和效率都有所提高，多物理場(chǎng)耦合的橋梁抗震研究將成為一個(gè)極具潛力的研究方向。

關(guān)鍵詞：橋梁抗震;局部損傷;新型構(gòu)造;減隔震裝置;多物理場(chǎng)耦合

中圖分類(lèi)號(hào)：U441.3 ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：R ? 文章編號(hào)：2096-6717（2020）05-0139-08

收稿日期：2020-04-26

基金項(xiàng)目：川藏鐵路系統(tǒng)性重大科研項(xiàng)目（P2018G007-K04-004）;國(guó)家自然科學(xué)基金（51708466）

作者簡(jiǎn)介：趙燦暉（1970- ），男，教授，博士生導(dǎo)師，主要從事橋梁抗震研究，E-mail：zch2887@163.com。

Received：2020-04-26

Foundation items：Major Systematic Research Project of Sichuan-Tibet Railway （No. P2018G007-K04-004）; National Natural Science Foundation of China （No. 51708466）.

Author brief：Zhao Canhui （1970- ）， professor， doctoral supervisor， main research interest： seismic design of bridges， E-mail： zch2887@163.com.

Abstract： Seismic design of bridges is an important branch in bridge engineering. This paper summarized the achievements and development trends of seismic design of bridges in 2019. The main conclusions are as follows： researches on the seismic response mechanism of traditional reinforced concrete bridge piers are becoming more and more refined， and the evolution and control of local damages have received more attention; For prefabricated pier， in addition to the "equivalent cast-in-place" connection， a variety of new configurations that take into account "load transmission" and "energy dissipation" simultaneously have been explored; Self-centering piers may subject to interface decompression under strong earthquakes， resulting in a rapid decrease in the structural stiffness， which is the key problem limiting its promotion; Isolation and energy dissipation devices are developed to having large capacity， deformability， and good weather resistance. Wherein， the semi-active control reveals satisfactory potential; The soil-structure interaction and pier-water interaction are involved more in seismic research， and the calculation accuracy and efficiency of the novel models have been improved. The seismic research of bridges with multi-physics coupling is of great potential.

Keywords：

seismic design of bridges; local damage; novel connection; energy dissipation device; multi-physics coupling

橋梁作為交通基礎(chǔ)設(shè)施的控制性工程，在地震時(shí)遭遇損壞，將會(huì)給地區(qū)通行和搶險(xiǎn)救災(zāi)帶來(lái)巨大障礙。近100年來(lái)，橋梁抗震研究一直是橋梁工程領(lǐng)域內(nèi)的重要方向，目前，各個(gè)國(guó)家、地區(qū)均有成熟的橋梁抗震設(shè)計(jì)規(guī)范，可保障橋梁結(jié)構(gòu)在地震作用下的基本安全，但橋梁結(jié)構(gòu)在強(qiáng)震下的損傷仍然不可避免。為進(jìn)一步提升橋梁抗震性能與設(shè)計(jì)水平，2019年橋梁抗震領(lǐng)域內(nèi)取得了諸多新成果和新突破，可歸納為3個(gè)方面：1）橋墩地震損傷機(jī)理研究;2）高性能減隔震裝置的研發(fā)和應(yīng)用;3）地震作用下的多物理場(chǎng)耦合分析技術(shù)。

1 橋墩抗震性能

橋墩是橋梁中的主要抗側(cè)力構(gòu)件，其抗震性能是橋梁抗震研究領(lǐng)域內(nèi)的關(guān)鍵基礎(chǔ)問(wèn)題。依據(jù)研究對(duì)象的不同，相關(guān)研究成果主要包含了梁式橋中傳統(tǒng)鋼筋混凝土（RC）橋墩、新材料橋墩、新型裝配式橋墩抗震機(jī)理研究，以及自復(fù)位橋墩抗震機(jī)理及耐震構(gòu)造研究。

1.1 傳統(tǒng)整體澆筑橋墩抗震性能

傳統(tǒng)RC橋墩是橋梁建設(shè)中使用最為廣泛的橋墩結(jié)構(gòu)，2019年對(duì)RC橋墩在地震作用下的抗震行為進(jìn)行了諸多試驗(yàn)研究。Shao等[1]對(duì)圓端型變截面空心鐵路橋RC墩進(jìn)行了模型試驗(yàn)，結(jié)果表明，變截面空心墩塑性鉸區(qū)域更長(zhǎng)，截面配箍率的影響較實(shí)心墩小。Sun等[2]研究了薄壁矩形空心墩在水平往復(fù)荷載下的地震響應(yīng)。Huang等[3]對(duì)在循環(huán)彎剪扭耦合荷載作用下的方形RC墩柱的抗震性能進(jìn)行了試驗(yàn)研究。Su等[4]通過(guò)模型試驗(yàn)研究了縱向鋼筋屈服強(qiáng)度和混凝土抗壓強(qiáng)度對(duì)RC橋墩抗震性能的影響。上述研究較好地重現(xiàn)了RC橋墩在地震作用下的破壞機(jī)制，闡明了配筋率、箍筋約束效應(yīng)等RC橋墩局部損傷的影響。

此外，也有學(xué)者對(duì)橋墩抗震性能進(jìn)行了數(shù)值模擬分析。郝曉光等[5]通過(guò)有限元模擬研究了不同墩高差雙柱式RC橋墩的抗震性能。Liang等[6]建立了方形空心RC墩柱的數(shù)值模型，以箍筋約束形式、壁厚、配筋率為主要研究參數(shù)，計(jì)算研究了方形空心RC墩柱的約束效應(yīng)。陳嶸[7]通過(guò)模型試驗(yàn)研究了混凝土矩形橋墩在變軸力及往復(fù)荷載作用下的抗震性能。李義柱[8]對(duì)600 MPa級(jí)鋼筋混凝土柱的受力性能進(jìn)行了試驗(yàn)與理論研究，提出了高強(qiáng)箍筋約束混凝土軸心受壓應(yīng)力應(yīng)變曲線模型，確定了混凝土柱軸壓承載力、偏心受壓承載力計(jì)算方法。

鋼管混凝土橋墩合理利用了鋼管對(duì)核芯混凝土的環(huán)向約束作用，具有承載能力大、韌性好等特點(diǎn)。田甜[9]通過(guò)試驗(yàn)和數(shù)值分析研究了圓形截面墩柱內(nèi)置圓鋼管組合橋墩的抗震性能。Chou等[10]對(duì)鋼箱內(nèi)填高強(qiáng)混凝土墩柱的抗震性能進(jìn)行了試驗(yàn)研究。試件采用了高強(qiáng)度SM 570M鋼（屈服強(qiáng)度在520～580 MPa之間）和高強(qiáng)度混凝土（抗壓強(qiáng)度Fc>80 MPa），研究了不同鋼墩柱寬厚比、軸向荷載大小和混凝土填充量對(duì)墩柱抗震性能的影響。

隨著新型材料的不斷創(chuàng)新和發(fā)展，許多學(xué)者研究了基于新型高性能材料的橋墩抗震性能。新型高性能材料大多都具有高抗裂、應(yīng)變硬化等特點(diǎn)，可有效降低橋墩地震作用下的損傷。Al-Kaseasbeh等[11]通過(guò)數(shù)值模擬和循環(huán)荷載試驗(yàn)研究了加勁薄壁方箱鋼墩柱的受力性能，并提出相應(yīng)的強(qiáng)度和延性計(jì)算公式。Chen等[12]基于能量的退化規(guī)律描述了結(jié)構(gòu)承載力和剛度的退化規(guī)律，并提出了一種考慮局部屈曲的鋼橋墩水平變形滯回模型。Hosseini等[13]利用工程水泥基復(fù)合材料（ECC）的良好延性和耐久性以及在循環(huán)拉伸荷載作用下的多重細(xì)裂紋的特點(diǎn)，將該材料用于橋墩，以提高橋墩的地震損傷限值。此外，Liu等[14]對(duì)不同再生骨料混凝土（RAC）橋墩柱在凍融循環(huán)作用下的地震脆性進(jìn)行了數(shù)值模擬研究。

由上文可知，2019年整體澆筑橋墩抗震性能研究主要集中在RC橋墩和新材料橋墩兩個(gè)方面。對(duì)于RC橋墩主要針對(duì)橋墩塑性鉸區(qū)的力學(xué)行為開(kāi)展研究，有由實(shí)心墩向空心墩、由定軸壓比向變軸壓比、由壓彎向更加復(fù)雜的受力條件的發(fā)展趨勢(shì)，研究更加接近結(jié)構(gòu)截面和地震作用的實(shí)際情況，影響因素分析更加細(xì)致深入。2019年，基于新材料的橋墩及其附屬構(gòu)造的研究十分活躍，學(xué)者們先后提出多種高性能混凝土、鋼混組合的橋墩結(jié)構(gòu)形式，通過(guò)試驗(yàn)闡釋了其在地震作用下的承載和損傷機(jī)理。以新材料為牽引的高性能橋墩在未來(lái)是一個(gè)值得投入的發(fā)展方向，目前，該方向的研究大多局限在科學(xué)研究階段，對(duì)新材料與混凝土界面的力學(xué)行為、新材料對(duì)橋墩破壞模式的影響及其設(shè)計(jì)方法的研究還不夠深入，還需要做大量工作以推進(jìn)其在工程中的應(yīng)用。

1.2 預(yù)制拼裝墩和自復(fù)位橋墩抗震性能

預(yù)制拼裝RC橋墩近年來(lái)得到了快速發(fā)展，采用灌漿套筒和預(yù)應(yīng)力絞線的橋墩應(yīng)用較廣。Tong等[15]提出了一種新型預(yù)制拼裝橋墩（圖1），在其墩頂和墩底連接位置設(shè)置了不同屈服強(qiáng)度的無(wú)粘結(jié)耗能鋼筋，并對(duì)該新型橋墩進(jìn)行了循環(huán)荷載試驗(yàn)和數(shù)值模型分析，研究該預(yù)制拼裝橋墩的抗震能力。Mehraein等[16]提出了一種預(yù)制拼裝橋墩新型構(gòu)造，其墩底與樁基之間采用套管+桿鉸接的形式進(jìn)行連接，在允許橋墩繞套管產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，又可以傳遞剪切力和拉力，并通過(guò)模型試驗(yàn)驗(yàn)證預(yù)制拼裝墩的抗震性能和新型構(gòu)造的有效性。Li等[17]對(duì)預(yù)制拼裝RC橋墩和整體現(xiàn)澆RC橋墩進(jìn)行了振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)，對(duì)比研究其抗震性能。彭程緯[18]對(duì)部分預(yù)制圓鋼管再生塊體混凝土柱的力學(xué)性能進(jìn)行了試驗(yàn)研究，分析了后澆混凝土強(qiáng)度、軸壓比、預(yù)制節(jié)段橫截面尺寸、后澆混凝土隔離帶位置等對(duì)該類(lèi)柱抗震性能的影響。

自復(fù)位搖擺橋墩是指允許結(jié)構(gòu)在地震作用下發(fā)生可恢復(fù)的水平搖擺。自復(fù)位橋墩一般具有低損傷和易恢復(fù)的特點(diǎn)，長(zhǎng)期以來(lái)都是地震工程界的研究熱點(diǎn)。自1963年Housner[19]首次提出搖擺墩及其計(jì)算方法以來(lái)，不斷有學(xué)者進(jìn)行該方向的研究。2019年度，搖擺橋墩抗震性能方面的代表研究工作包括：周雨龍等[20]研究了雙柱式搖擺橋墩結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)（圖2），給出該橋墩結(jié)構(gòu)的分析模型。孫治國(guó)等[21]通過(guò)不同建模方法與現(xiàn)有試驗(yàn)的對(duì)比，探討搖擺橋墩地震反應(yīng)數(shù)值建模方法的合理性和有效性。邵舒[22]利用形狀記憶合金（SMA）的優(yōu)秀復(fù)位性能，提出了利用SMA的自復(fù)位橋墩，并研究了其在往復(fù)荷載下的力學(xué)行為。Liu等[23]提出一種新型彈性搖擺墩柱，并通過(guò)循環(huán)荷載試驗(yàn)研究該新型墩柱的抗震性能。Han等[24]提出了一種采用無(wú)粘結(jié)后張拉形式且在橋墩底部設(shè)置可替代耗能裝置的新型搖擺橋墩，并對(duì)設(shè)置不同類(lèi)型耗能裝置的橋墩進(jìn)行了試驗(yàn)研究。馬華軍[25]提出了新型墩底搖擺隔震方法，并通擬靜力試驗(yàn)、振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)、有限元數(shù)值模擬和理論分析等手段研究了不同墩底搖擺隔震方法的機(jī)理和抗震性能。Zhang等[26]提出了一種無(wú)量綱回歸分析法來(lái)估計(jì)搖擺墩柱基礎(chǔ)系統(tǒng)在近斷層地震動(dòng)下的地震響應(yīng)。Xie等[27]開(kāi)發(fā)了一個(gè)多步學(xué)習(xí)框架系統(tǒng)來(lái)估計(jì)在地震激勵(lì)下?lián)u擺橋墩的損傷概率。

2019年，RC預(yù)制拼裝墩抗震研究已不局限于灌漿套筒和灌漿波紋管連接橋墩，連接構(gòu)造和形式日趨多樣化。這也表明，預(yù)制拼裝墩的抗震研究仍不成熟，呈現(xiàn)出“百花齊放、多種連接形式并存”的特點(diǎn)，但總體體現(xiàn)了連接構(gòu)造與耗能構(gòu)造日益結(jié)合的趨勢(shì)，這可能是預(yù)制拼裝墩未來(lái)的一個(gè)發(fā)展方向。自復(fù)位橋墩低損傷、快恢復(fù)的特點(diǎn)與抗震韌性的理念十分契合，目前關(guān)于自復(fù)位橋墩結(jié)構(gòu)的研究頗為豐富，多數(shù)研究采用了基本相同的思路，即在墩底和基礎(chǔ)之間設(shè)置不同的搖擺界面，并通過(guò)張拉預(yù)應(yīng)力筋實(shí)現(xiàn)在地震作用下橋墩自復(fù)位的目的。與以往的研究相比，2019年自復(fù)位橋墩在結(jié)構(gòu)體系方面進(jìn)展不大，在自復(fù)位材料、結(jié)構(gòu)和計(jì)算方法方面取得了若干進(jìn)展，但自復(fù)位橋墩的界面分離后，剛度快速下降的問(wèn)題仍未得到解決，無(wú)論是對(duì)于科研還是工程應(yīng)用，都是亟待解決的問(wèn)題。

2 橋梁抗震裝置

2.1 減隔震裝置

隔震裝置處于上部結(jié)構(gòu)連接下部結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵位置，發(fā)揮著不可替代的作用，不僅對(duì)上部結(jié)構(gòu)起到支撐作用，還需要將地震作用下上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的水平慣性力傳遞給下部結(jié)構(gòu)。研究隔震裝置的抗震性能對(duì)橋梁抗震有積極意義，對(duì)此，學(xué)者們進(jìn)行了大量的研究。對(duì)于隔震裝置的研究主要是針對(duì)隔震支座、普通板式橡膠支座以及新型支座，如形狀記憶合金（SMA）支座等。

曹颯颯等[28]提出了一種多級(jí)設(shè)防SMA減震裝置的設(shè)想。該裝置由3級(jí)SMA索與鉛芯橡膠支座并聯(lián)組成。利用SMA材料的特性（圖3），隨地震強(qiáng)度增大，各級(jí)SMA索依次張緊，以滿足不同強(qiáng)度地震作用下的性能需求。白全安[29]提出了一種適用于高速鐵路簡(jiǎn)支箱梁橋的新型軟鋼阻尼器彈塑性限位減隔震裝置。崔瑤等[30]對(duì)不同混凝土邊距以及采用不同減隔震措施的4個(gè)平板支座進(jìn)行擬靜力加載試驗(yàn)，研究了平板支座破壞模式、滯回曲線、箍筋應(yīng)變等。周友權(quán)等[31]研發(fā)了兩種適用于鐵路橋梁的新型減隔震裝置——減震榫與榫形防落梁，并提出了一種裝置應(yīng)用于鐵路簡(jiǎn)支梁橋相應(yīng)的抗震設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化計(jì)算方法。劉聰[32]提出一種限位鋼榫結(jié)構(gòu)用于鐵路橋梁的限位設(shè)計(jì)，并對(duì)限位鋼榫的構(gòu)件設(shè)計(jì)、力學(xué)性能、減震性能等進(jìn)行了深入的研究。Fang等[33]提出了一種懸臂墩安全裝置，使懸臂墩與固定墩共同分擔(dān)上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的地震荷載，以降低固定墩的地震反應(yīng)。Rahnavard等[34]對(duì)鋼橡膠基礎(chǔ)隔震支座在軸向拉伸、壓縮和基底剪切耦合作用下的性能進(jìn)行了數(shù)值模擬，研究了支座中橡膠芯的數(shù)量和尺寸對(duì)隔震性能的影響。

減震裝置在地震動(dòng)作用下主要起到耗散能量的作用，可有效降低橋梁結(jié)構(gòu)的整體地震響應(yīng)，保護(hù)重要結(jié)構(gòu)構(gòu)件免受地震損傷。減震裝置主要包括黏滯阻尼器、橡膠緩沖器、屈曲約束支撐等。學(xué)者們?cè)谶@方面也進(jìn)行了相應(yīng)的研究。

范定強(qiáng)等[35]研究了非線性黏滯阻尼器對(duì)橋梁抗震性能的影響。Zhou等[36]通過(guò)斜拉橋振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)，研究了兩種不同屈服強(qiáng)度的橫向阻尼器對(duì)斜拉橋抗震性能的影響（圖4）。在此基礎(chǔ)上，對(duì)橫向阻尼器的震后剩余承載力進(jìn)行了進(jìn)一步的試驗(yàn)研究，并對(duì)其疲勞性能進(jìn)行評(píng)估。趙玉亮[37]通過(guò)振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)對(duì)磁流變阻尼器的力學(xué)性能、力學(xué)模型、磁場(chǎng)分布及磁流變阻尼器減震系統(tǒng)控制策略等方面進(jìn)行了系統(tǒng)研究。朱立華[38]研發(fā)了一種帶有屈后剛度硬化的摩擦型阻尼器，并通過(guò)理論分析和模型試驗(yàn)，推導(dǎo)了相應(yīng)阻尼器的理論計(jì)算公式，提出了基于位移的阻尼器設(shè)計(jì)方法。Yang等[39]通過(guò)對(duì)橋梁模型進(jìn)行的一系列振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)，研究了沖擊對(duì)橋梁橫向地震反應(yīng)的影響以及橡膠緩沖器的減震耗能效果。Upadhyay等[40]建立了具有自復(fù)位耗能裝置和屈曲約束支撐的橋梁有限元模型，并對(duì)極限破壞狀態(tài)下橋梁的抗震性能進(jìn)行了評(píng)價(jià)。

2.2 減隔震設(shè)計(jì)方法

對(duì)于減隔震體系的研究主要集中于橋梁地震響應(yīng)簡(jiǎn)化計(jì)算方法和基于位移的隔震設(shè)計(jì)方法研究?jī)蓚€(gè)方面，主要采用理論分析方法。Gkatzogias等[41]提出了一種可用于直接估算減少自由度的隔震和耗能體系的峰值非彈性響應(yīng)計(jì)算方法。Ye等[42]提出了一種基于直接位移的基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，使含鉛芯橡膠支座的基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)滿足位移臨界值規(guī)定的性能指標(biāo)。Nassar等[43]提出了一種考慮隔震性能在不同條件下變化的概率可靠性評(píng)估方法，并以溫度、地震危險(xiǎn)性、關(guān)鍵結(jié)構(gòu)單元的尺寸和材料力學(xué)性能為隨機(jī)變量。李健等[44]根據(jù)摩擦擺系統(tǒng)的簡(jiǎn)化力學(xué)模型，給出了考慮樁土效應(yīng)、橋墩剛度以及支座非線性的摩擦擺支座減隔震橋梁抗震簡(jiǎn)化計(jì)算方法。

2019年，橋梁減隔震裝置的研發(fā)和設(shè)計(jì)方法都有了顯著提升，總體呈現(xiàn)出傳統(tǒng)裝置研究不斷深入，新型裝置層出不窮的特點(diǎn)。在傳統(tǒng)減隔震裝置方面，主要在理論計(jì)算方法上有所進(jìn)步，計(jì)算方法更加簡(jiǎn)便、評(píng)價(jià)指標(biāo)更加客觀，但總體來(lái)看，這屬于較為成熟的領(lǐng)域，其研究不如新型裝置的研發(fā)活躍。在新型裝置方面，總體來(lái)看仍未脫離橡膠支座、摩擦擺支座隔震，粘滯阻尼、金屬阻尼、摩擦阻尼耗能的框架主要是在阻尼的實(shí)用化方面有所進(jìn)展。中國(guó)的大規(guī)模橋梁建設(shè)逐漸向西部高烈度地區(qū)轉(zhuǎn)移，對(duì)傳統(tǒng)隔震、耗能機(jī)理的裝置提出了大噸位、大變形、高耐候的要求。傳統(tǒng)減隔震裝置的研究仍有較大提升空間，在未來(lái)的一段時(shí)間內(nèi)仍是本領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。值得注意的是，文獻(xiàn)[28]、文獻(xiàn)[37]開(kāi)始將半主動(dòng)控制的理念引入減隔震中，為減隔震的發(fā)展開(kāi)辟了新的研究方向。

3 多物理場(chǎng)耦合分析

目前，學(xué)者們已經(jīng)能較好地處理材料非線性與幾何非線性問(wèn)題，但多物理場(chǎng)耦合分析難題尚未得到良好的解決。多物理場(chǎng)耦合分析指地震作用下墩水、土結(jié)、車(chē)橋等耦合分析難題。大量研究主要集中于考慮土結(jié)相互作用的橋梁抗震性能研究。González等[45]采用數(shù)值模擬方法，研究了土結(jié)相互作用分析方法中的多個(gè)參數(shù)對(duì)于計(jì)算結(jié)果的影響。Dehghanpoor等[46]開(kāi)發(fā)了一種新的數(shù)值方法來(lái)評(píng)估強(qiáng)震的豎向分量和水平分量對(duì)干砂土樁上部結(jié)構(gòu)體系的耦合作用。Xie等[47]探討了地震需求與易損性評(píng)估對(duì)其土結(jié)相互作用模型參數(shù)變化的敏感性，提出了一種嚴(yán)格的基于p-y彈簧的建模方法。Wang等[48]對(duì)14個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)和土參數(shù)的敏感性進(jìn)行排序，評(píng)價(jià)群樁支撐橋梁在液化地基沖刷力下的抗震性能，提出了一種基于脆弱度的龍卷風(fēng)圖法進(jìn)行敏感性分析。Wang等[49]進(jìn)行了在飽和砂土和非飽和砂土中沖刷樁群支撐橋梁模型的振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)，以揭示砂土液化沖刷對(duì)橋梁抗震性能和破壞機(jī)理的影響。Wei等[50]通過(guò)水下振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)和數(shù)值模擬（圖5），對(duì)深水剛構(gòu)橋的動(dòng)力響應(yīng)進(jìn)行了評(píng)估。計(jì)算了橋梁的頻域動(dòng)力響應(yīng)，說(shuō)明在橫向地震荷載作用下水深和上部結(jié)構(gòu)對(duì)橋梁的影響。

土結(jié)相互作用是一個(gè)多年來(lái)未得到很好解決的問(wèn)題，其研究已持續(xù)近60年。近年來(lái)，隨著巖土力學(xué)的進(jìn)步，對(duì)土結(jié)相互作用的研究又成為熱點(diǎn)之一。2019年的研究也非常活躍，提出多種數(shù)值模擬方法，總體來(lái)看仍是對(duì)傳統(tǒng)方法的改進(jìn)，主要特點(diǎn)是簡(jiǎn)化模型和參數(shù)、提高計(jì)算精度。隨著大量跨海橋梁和大型水庫(kù)庫(kù)區(qū)橋梁的修建，墩水耦合振動(dòng)是近10年來(lái)的研究熱點(diǎn)，在內(nèi)、外域水的作用、復(fù)雜截面、多實(shí)體流場(chǎng)干擾方面取得了重要進(jìn)展。2019年文獻(xiàn)[50]振動(dòng)研究和頻域分析的引入，為此類(lèi)研究提供了新的方法。近年來(lái)，隨著多災(zāi)害耦合作用研究的興起，地震墩水耦合作用的研究是一個(gè)極具潛力的研究方向，以流固耦合分析、多物理場(chǎng)分析為代表的先進(jìn)分析技術(shù)具有廣闊的發(fā)展空間。

4 熱點(diǎn)與展望

綜述了2019年關(guān)于橋梁抗震領(lǐng)域的研究進(jìn)展，依據(jù)文獻(xiàn)資料涉及的主要研究對(duì)象，按照橋墩抗震性能、橋梁抗震裝置、多物理場(chǎng)耦合分析3個(gè)方面進(jìn)行了詳細(xì)的分類(lèi)匯總和介紹，并歸納總結(jié)了關(guān)于橋梁抗震領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)。主要結(jié)論如下：

1）傳統(tǒng)橋墩量大面廣，結(jié)構(gòu)形式、截面形式、地震作用復(fù)雜，在一段時(shí)間內(nèi)，傳統(tǒng)橋墩抗震仍是重要的研究方向。在計(jì)算理論方面呈現(xiàn)出影響因素研究精細(xì)化、計(jì)算方法簡(jiǎn)明化的趨勢(shì);在結(jié)構(gòu)形式方面，傳統(tǒng)RC橋墩與新一代水泥基材料、鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)合日益緊密，新材料RC組合橋墩是重要的發(fā)展方向。

2）預(yù)制拼裝墩的研究已逐漸脫離了傳統(tǒng)連接形式，呈現(xiàn)出“百花齊放、形式多樣”的特點(diǎn)，并體現(xiàn)出連接構(gòu)造與耗能構(gòu)造日益結(jié)合緊密的趨勢(shì)，成為預(yù)制拼裝墩抗震研究的重要發(fā)展方向。

3）自復(fù)位橋墩仍未脫離預(yù)應(yīng)力自復(fù)位的總體框架，盡管在自復(fù)位材料、結(jié)構(gòu)和計(jì)算方法方面取得了若干進(jìn)展，但界面分離后，橋墩剛度快速下降的弊病仍然未消除，是自復(fù)位橋墩在結(jié)構(gòu)體系上亟需解決的問(wèn)題。

4）新型減隔震裝置研究仍未脫離橡膠支座、摩擦擺支座隔震，粘滯阻尼、金屬阻尼、摩擦阻尼耗能的框架，大噸位、大變形、高耐候是此類(lèi)減隔震裝置研究中需解決的重要問(wèn)題;在減隔震中引入半主動(dòng)控制的方法，是新的重要研究方向。

5）土結(jié)相互作用的主要發(fā)展趨勢(shì)是計(jì)算模型和參數(shù)的簡(jiǎn)化以及計(jì)算精度的提高，這仍是今后一段時(shí)間的研究熱點(diǎn);地震墩水耦合作用的研究是一個(gè)極具潛力的研究方向，以流固耦合分析、多物理場(chǎng)分析為代表的先進(jìn)分析技術(shù)具有廣闊的發(fā)展空間。參考文獻(xiàn)：

[1] SHAO C J， QI Q M， WANG M， et al. Experimental study on the seismic performance of round-ended hollow piers [J]. Engineering Structures， 2019， 195： 309-323.

[2] SUN Z G， WANG D S， WANG T， et al. Investigation on seismic behavior of bridge piers with thin-walled rectangular hollow section using quasi-static cyclic tests [J]. Engineering Structures， 2019， 200： 109708.

[3] HUANG H， HAO R Q， ZHANG W， et al. Experimental study on seismic performance of square RC columns subjected to combined loadings [J]. Engineering Structures， 2019， 184： 194-204.

[4] SU J S， WANG J J， LI Z X， et al. Effect of reinforcement grade and concrete strength on seismic performance of reinforced concrete bridge piers [J]. Engineering Structures， 2019， 198： 109512.

[5] 郝曉光， 唐輝， 邵帥， 等. 橫向非等高雙柱式橋墩抗震性能研究[J]. 世界橋梁， 2019， 47（3）： 54-59.

HAO X G， TANG H， SHAO S， et al. Study of seismic performance of transversely unequal-height double-columned piers [J]. World Bridges， 2019， 47（3）： 54-59.（in Chinese）

[6] LIANG X， SRITHARAN S. Effects of confinement in square hollow concrete column sections [J]. Engineering Structures， 2019， 191： 526-535.

[7] 陳嶸. 水平和豎向地震耦合作用下混凝土梁橋橋墩抗震性能試驗(yàn)研究[D]. 北京： 北京交通大學(xué)， 2019.

CHEN R. Experimental investigations of the seismic behavior of RC bridge piers under vertical and horizontal seismic coupling [D]. Beijing： Beijing Jiaotong University， 2019. （in Chinese）

[8] 李義柱. 600MPa級(jí)鋼筋混凝土柱受力性能試驗(yàn)與理論研究[D]. 南京： 東南大學(xué)， 2019.

LI Y Z. Experimental and theoretical research on mechanical behavior of RC columns with 600 MPa reinforcing bars [D]. Nanjing： Southeast University， 2019. （in Chinese）

[9] 田甜. 鋼管混凝土核心柱組合橋墩抗震性能研究[D]. 遼寧 大連： 大連理工大學(xué)， 2019.

TIAN T. Research on seismic behavior of steel tube reinforced concrete bridge columns [D]. Dalian， Liaoning： Dalian University of Technology， 2019. （in Chinese）

[10] CHOU C C， WU S C. Cyclic lateral load test and finite element analysis of high-strength concrete-filled steel box columns under high axial compression [J]. Engineering Structures， 2019， 189： 89-99.

[11] AL-KASEASBEH Q， MAMAGHANI I H P. Buckling strength and ductility evaluation of thin-walled steel stiffened square box columns with uniform and graded thickness under cyclic loading [J]. Engineering Structures， 2019， 186： 498-507.

[12] CHEN S X， XIE X， ZHUGE H Q. Hysteretic model for steel piers considering the local buckling of steel plates [J]. Engineering Structures， 2019， 183： 303-318.

[13] HOSSEINI F， GENCTURK B， JAIN A， et al. Optimal design of bridge columns constructed with engineered cementitious composites and Cu-Al-Mn superelastic alloys [J]. Engineering Structures， 2019， 198： 109531.

[14] LIU K H， YAN J C， ALAM M S， et al. Seismic fragility analysis of deteriorating recycled aggregate concrete bridge columns subjected to freeze-thaw cycles [J]. Engineering Structures， 2019， 187： 1-15.

[15] TONG T， ZHUO W D， JIANG X F， et al. Research on seismic resilience of prestressed precast segmental bridge piers reinforced with high-strength bars through experimental testing and numerical modelling [J]. Engineering Structures， 2019， 197： 109335.

[16] MEHRAEIN M， SAIIDI S. Seismic performance and design of bridge column-to-pile shaft pipe-pin connections in precast and cast-in-place bridges [J]. Earthquake Engineering & Structural Dynamics， 2019， 48（13）： 1471-1490

[17] LI C， BI K M， HAO H. Seismic performances of precast segmental column under bidirectional earthquake motions： Shake table test and numerical evaluation [J]. Engineering Structures， 2019， 187： 314-328.

[18] 彭程緯. 部分預(yù)制圓鋼管再生塊體混凝土柱的力學(xué)性能研究[D]. 廣州： 華南理工大學(xué)， 2019.

PENG C W. Mechanical properties of circular steel tubes infilled with post-pouring concrete and precast segments containing DCLs [D]. Guangzhou： South China University of Technology， 2019. （in Chinese）

[19] HOUSNER G W. The behavior of inverted pendulum structures during earthquakes [J]. Bulletin of the Seismological Society of America， 1963， 53（2）： 403-417.

[20] 周雨龍， 杜修力， 韓強(qiáng). 雙柱式搖擺橋墩結(jié)構(gòu)體系地震反應(yīng)和倒塌分析[J]. 工程力學(xué)， 2019， 36（7）： 136-145.

ZHOU Y L， DU X L， HAN Q. Seismic response and overturning of double-column rocking column bridge system [J]. Engineering Mechanics， 2019， 36（7）： 136-145. （in Chinese）

[21] 孫治國(guó)， 趙泰儀， 石巖， 等. 搖擺自復(fù)位橋墩抗震性能數(shù)值建模方法研究[J]. 應(yīng)用基礎(chǔ)與工程科學(xué)學(xué)報(bào)， 2019， 27（6）： 1357-1369.

SUN Z G， ZHAO T Y， SHI Y， et al. Research on numerical modeling method for rocking self-centering bridge piers [J]. Journal of Basic Science and Engineering， 2019， 27（6）： 1357-1369. （in Chinese）

[22] 邵舒. 帶SMA桿自復(fù)位橋墩抗震性能分析[J]. 公路， 2019， 64（10）： 82-88.

SHAO S. Seismic behavior analysis of self-centering pier with SMA bars [J]. Highway， 2019， 64（10）： 82-88.

[23] LIU Y， GUO Z X， LIU X J， et al. An innovative resilient rocking column with replaceable steel slit dampers： Experimental program on seismic performance [J]. Engineering Structures， 2019， 183： 830-840.

[24] HAN Q， JIA Z L， XU K， et al. Hysteretic behavior investigation of self-centering double-column rocking piers for seismic resilience [J]. Engineering Structures， 2019， 188： 218-232.

[25] 馬華軍. 鐵路樁基礎(chǔ)橋墩墩底搖擺隔震機(jī)理及抗震設(shè)計(jì)方法研究[D]. 蘭州： 蘭州交通大學(xué)， 2019.

MA H J. Research on rocking isolated mechanism of the railway bridge pier with pile foundation and its seismic design method [D]. Lanzhou： Lanzhou Jiatong University， 2019. （in Chinese）

[26] ZHANG J， XIE Y Z， WU G. Seismic responses of bridges with rocking column-foundation： A dimensionless regression analysis [J]. Earthquake Engineering & Structural Dynamics， 2019， 48（1）： 152-170.

[27] XIE Y Z， ZHANG J， DESROCHES R， et al. Seismic fragilities of single-column highway bridges with rocking column-footing [J]. Earthquake Engineering & Structural Dynamics， 2019， 48（7）843-864.

[28] 曹颯颯， 伍隋文， 孫卓， 等. 梁橋多級(jí)設(shè)防SMA減震裝置[J]. 振動(dòng)與沖擊， 2019， 38（24）： 209-217.

CAO S S， WU S W， SUN Z， et al. A multi-level performance SMA-based isolation system in girder bridges [J]. Journal of Vibration and Shock， 2019， 38（24）： 209-217. （in Chinese）

[29] 白全安. 新型減隔震裝置在高速鐵路橋梁中的應(yīng)用研究[J]. 鐵道工程學(xué)報(bào)， 2019， 36（10）： 66-71.

BAI Q A. Application research on the new elastic-plastic limit seismic isolation device in high-speed railway simple supported girder bridges [J]. Journal of Railway Engineering Society， 2019， 36（10）： 66-71. （in Chinese）

[30] 崔瑤， 劉洪滔， 高曉玉. 不同減隔震措施下平板支座抗震性能試驗(yàn)研究[J]. 地震工程與工程振動(dòng)， 2019， 39（1）： 180-188.

CUI Y， LIU H T， GAO X Y. Experimental study on seismic behavior of roof joint with different seismic isolation measure [J]. Earthquake Engineering and Engineering Dynamics， 2019， 39（1）： 180-188. （in Chinese）

[31] 周友權(quán)， 李承根. 減震榫與榫形防落梁裝置應(yīng)用于高速鐵路簡(jiǎn)支梁橋的簡(jiǎn)化計(jì)算方法[J]. 鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)， 2019， 62（5）： 65-70.

ZHOU Y Q， LI C G. Simplified calculation method for steel bar damper and steel bar restrainer applied to high-speed railway simply supported beam bridge [J]. Railway Standard Design， 2019， 62（5）： 65-70.（in Chinese）

[32] 劉聰. 鐵路橋梁彈塑性鋼榫限位及減隔震設(shè)計(jì)研究[D]. 北京： 北京交通大學(xué)， 2019.

LIU C. The design analyses of the displacement constraint and the seismic mitigation for elastic-plastic seismic isolator on railway bridges [D]. Beijing： Beijing Jiaotong University， 2019. （in Chinese）

[33] FANG R， ZHANG W X， CHEN Y， et al. Aseismic effect and parametric analysis of the safe-belt device for a continuous bridge with equal height piers [J]. Engineering Structures， 2019， 199： 109553.

[34] RAHNAVARD R， THOMAS R J. Numerical evaluation of steel-rubber isolator with single and multiple rubber cores [J]. Engineering Structures， 2019， 198： 109532.

[35] 范定強(qiáng)， 柳佳暉， 阮漢林， 等. 定海大橋非線性黏滯阻尼器參數(shù)研究[J]. 中外公路， 2019， 39（4）： 60-63.

FAN D Q， LIU J H， RUAN H L. Research on nonlinear viscous damper parameters of Dinghai bridge [J]. Journal of China & Foreign Highway， 2019， 39（4）： 60-63.（in Chinese）

[36] ZHOU L X， WANG X W， YE A J. Low cycle fatigue performance investigation on transverse steel dampers for bridges under ground motion sequences using shake-table tests [J]. Engineering Structures， 2019， 196： 109328.

[37] 趙玉亮. 磁流變阻尼器減震結(jié)構(gòu)振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)研究[D]. 南京： 東南大學(xué)， 2019.

ZHAO Y L. Shaking table test on the earthquake mitigated structure with magnetorheological dampers [D]. Nanjing： Southeast University， 2019. （in Chinese）

[38] 朱立華. 新型格柵式摩擦阻尼器減震結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)與理論研究[D]. 遼寧 大連： 大連理工大學(xué)， 2019.

ZHU L H. Theoretical and experimental research on the structures with new lattice-shaped friction devices [D]. Dalian， Liaoning： Dalian University of Technology， 2019. （in Chinese）

[39] YANG M G， MENG D L， GAO Q， et al. Experimental study on transverse pounding reduction of a high-speed railway simply-supported girder bridge using rubber bumpers subjected to earthquake excitations [J]. Engineering Structures， 2019， 196： 109290.

[40] UPADHYAY A， PANTELIDES C P， IBARRA L. Residual drift mitigation for bridges retrofitted with buckling restrained braces or self centering energy dissipation devices [J]. Engineering Structures， 2019， 199： 109663.

[41] GKATZOGIAS K I， KAPPOS A J. Direct estimation of seismic response in reduced-degree-of-freedom isolation and energy dissipation systems [J]. Earthquake Engineering & Structural Dynamics， 2019， 48（10）： 1112-1133

[42] YE K， XIAO Y， HU L. A direct displacement-based design procedure for base-isolated building structures with lead rubber bearings （LRBs） [J]. Engineering Structures， 2019， 197： 109402.

[43] NASSAR M， GUIZANI L， NOLLET M J， et al. A probability-based reliability assessment approach of seismic base-isolated bridges in cold regions [J]. Engineering Structures， 2019， 197： 109353.

[44] 李健， 邵長(zhǎng)江. 摩擦擺支座隔震連續(xù)梁橋抗震分析的簡(jiǎn)化計(jì)算方法[J]. 鐵道建筑， 2019， 49（6）： 10-13.

LI J， SHAO C J. A simplified calculation method for seismic analysis of friction pendulum bearing isolated continuous girder bridge [J]. Railway Engineering， 2019， 49（6）： 10-13.（in Chinese）

[45] GONZLEZ F， PADRN L A， CARBONARI S， et al. Seismic response of bridge piers on pile groups for different soil damping models and lumped parameter representations of the foundation [J]. Earthquake Engineering & Structural Dynamics， 2019， 48（3）： 306-327

[46] DEHGHANPOOR A， THAMBIRATNAM D， CHAN T， et al. Coupled horizontal and vertical component analysis of strong ground motions for soil-pile-superstructure systems： application to a bridge pier with soil-structure interaction [J]. Journal of Earthquake Engineering， 2019： 1-29.

[47] XIE Y Z， DESROCHES R. Sensitivity of seismic demands and fragility estimates of a typical California highway bridge to uncertainties in its soil-structure interaction modeling [J]. Engineering Structures， 2019， 189： 605-617.

[48] WANG X W， YE A J， JI B H. Fragility-based sensitivity analysis on the seismic performance of pile-group-supported bridges in liquefiable ground undergoing scour potentials [J]. Engineering Structures， 2019， 198： 109427.

[49] WANG X W， YE A J， SHANG Y， et al. Shake-table investigation of scoured RC pile-group-supported bridges in liquefiable and nonliquefiable soils [J]. Earthquake Engineering & Structural Dynamics， 2019， 48（11）： 1217-1237

[50] WEI K， ZHANG J R， QIN S Q. Experimental and numerical assessment into frequency domain dynamic response of deep water rigid-frame bridge [J]. Journal of Earthquake Engineering， 2019： 1-24.

（編輯 王秀玲）