桥梁结构在其设计使用期内,由于钢筋锈蚀的影响,越来越多的桥梁结构出现结构性损伤,这种损伤随时间发展越来越严重,直接造成结构承载力降低、耐久性和抗震性能减弱。目前,关于钢筋混凝土结构耐久性退化的抗震性能研究,只考虑了钢筋锈蚀这一单一因素的影响,并未综合考虑钢筋锈蚀后粘结滑移退化对抗震性能的影响。结合我国新时期高速铁路建设的重大需求,以高速铁路工程中具有典型代表意义的预应力混凝土连续梁桥为研究对象,综合运用理论分析、数值分析等方法对结构钢筋锈蚀后的时变易损性进行深入研究,并进行地震风险评估,为桥梁风险管理和决策者作出正确的判断提供必要的科学依据和技术支持。主要研究内容如下:(1)在查阅国内外大量文献的基础上,总结了桥梁地震易损性分析方法的发展历程和研究现状,提出目前研究的不足,并介绍了论文的主要研究内容。(2)采用理论推导得到锈蚀箍筋约束混凝土本构关系。首先采用现有的试验数据对理论推导结果进行了验证,证明理论推导方法的可靠性和准确性。其次,进一步结合数值分析方法与理论推导结果进行了对比分析,分析结果符合性良好。确定了不同箍筋锈蚀率情况下的约束混凝土本构关系。(3)基于OpenSees建立高速铁路连续梁桥的动力非线性有限元模型。根据桥梁结构各个构件的受力特点以及地震作用下的状态采用相应的单元进行模拟,对于主梁结构,一般为非易损构件,基本处于结构弹性范围内,因此采用弹性单元模拟;桥墩是重要的易损构件,在地震作用下将进入弹塑性状态,因此采用弹塑性纤维梁柱单元进行模拟,混凝土本构关系采用锈蚀箍筋约束混凝土本构;在墩底建立零长度单元,采用混凝土粘结滑移本构模拟钢筋混凝土的粘结滑移。(4)时变易损性曲线的建立。材料劣化对桥墩的损伤指标有一定的影响,因此在评定桥墩各个性能点时,混凝土采用箍筋锈蚀后的约束混凝土本构关系,纵筋采用锈蚀后钢筋本构,以得到更为准确的能力损伤指标。通过增量动力非线性时程分析方法,建立桥梁结构的地震概率需求模型,进而建立地震需求和抗震能力的关系,根据可靠度理论,绘制出考虑材料劣化影响的易损性曲线,即时变易损性曲线。(5)基于时变易损性曲线,评估时变桥梁结构的地震风险概率。通过材料的劣化(时变)时间,获得桥梁结构的时变参数。根据桥梁场地的地震年平均超越概率,进行地震危险性分析,确定了地震危险性概率。基于地震危险性分析结果,结合时变易损性分析曲线,实现了时变桥梁结构的地震风险概率评估。