该论文针对中国西部地区地震危险性高且地形地貌复杂的背景，研究了连续刚构桥在强震作用下的易损性与概率地震风险性。文章首先指出了连续刚构桥在地震中的震害特点，如汶川大地震中庙子坪大桥的落梁现象，以及青海玛多地震中野马滩大桥的震害情况，强调了碰撞效应在桥梁破坏中的重要性。接着，论文回顾了概率地震易损性和风险性分析的研究进展，包括基于性能的评估方法、氯离子侵蚀效应、施工阶段损伤指标、主余震序列影响以及桩-土动力作用等。然后，文章分析了连续刚构桥在过渡墩处的碰撞问题，如能登岛大桥和庙子坪大桥的碰撞震害，以及施工阶段内力状态对地震易损性的影响。最后，论文以西部高烈度区的某大跨高墩连续刚构桥为研究对象，建立了成桥内力状态的动力分析模型，采用接触单元法考虑碰撞效应，并进行了增量动力分析，对比分析了考虑碰撞与否对桥梁系统易损性和概率地震风险性的影响。

1 分析模型及地震动输入

以西部山区的一座主跨为（120+220+120）m的连续刚构桥及其4×40 m简支梁引桥为工程背景，详细描述了桥梁的结构特点和施工细节。主梁和桥墩分别采用C50和C40混凝土，配筋率为3.5%。主桥采用悬臂施工，施工周期约460天。桥上活动盆式橡胶支座和四氟乙烯滑板橡胶支座等具有特定的屈服位移和强度。文章建立了基于MIDAS/Civil的施工阶段分析模型，考虑了结构自重、预应力等因素，以获得成桥时的真实内力状态。动力分析模型采用OpenSees软件，关键受力部位使用Displacement Beam Element模拟，非关键部位假设为弹性状态。模型中考虑了主桥和引桥间的伸缩缝碰撞效应，桥台假设为刚性，所有支座采用Elastomeric Bearing Plasticity Element模拟。碰撞效应通过Hertz–damp模型模拟，详细描述了碰撞力和能量耗散的计算方法。

地震动的选取考虑了近断层和远断层地震动的差异，特别是长周期速度脉冲对结构响应的影响。选取了90条脉冲型地震动记录，涵盖了多次地震事件，具有不同的震级、断层距和峰值加速度。通过希尔伯特–黄变换法验证了地震动的速度脉冲特性。地震动加速度反应谱用于调整地震动记录的峰值，进行了1350次非线性动力时程分析，以地震反应峰值的平均值为分析指标。

2 系统易损性和概率地震风险分析方法

详细讨论了连续刚构桥系统在地震作用下的易损性与概率地震风险性分析方法。首先，介绍了地震易损性结构，即结构在特定地震强度下发生破坏的超越概率，并通过易损性函数表达。接着，探讨了复合系统易损性，指出桥梁系统的损伤状态由构件的最大损伤状态决定，并讨论了串联和并联系统易损性模型的局限性。此外，还提出了桥墩和支座的权重系数，以更准确地反映两者在震后修复难度和成本的差异。

在概率地震风险分析方面，首先描述了地震危险性模型，即指定场地未来不同地震强度发生的超越概率，并利用负幂函数进行近似描述。然后，介绍了概率地震风险函数的表达式，即地震危险性和地震易损性的卷积，用于量化分析工程结构在不同地震动强度下的破坏概率。

最后，章节还涉及了构件损伤指标的确定方法。桥墩损伤指标通过位移延性系数来定义，而普通板式橡胶支座和聚四氟滑板、盆式橡胶支座的损伤状态则分别通过相对位移延性系数和支座位移来定义。这些损伤指标有助于更准确地评估地震作用下桥梁构件的破坏程度。

3 系统易损性和概率地震风险曲线分析

通过最小二乘法对90条脉冲型近断层地震动下考虑墩梁碰撞与否的两种模型的地震反应均值进行线性回归，得到构件易损性曲线。分析发现，考虑墩梁碰撞与否对主墩和引墩的损伤概率影响不明显，但过渡墩处的损伤程度在不考虑墩梁碰撞时会被严重低估。支座的损伤概率比桥墩更高，尤其是聚四氟乙烯滑板支座更容易遭受地震破坏。过渡墩在不考虑墩梁碰撞时的位移被严重低估，且有较大的残余位移。在实际工程中，伸缩缝宽度通常无法设置足够的间隙以保证不发生碰撞，若不考虑墩梁碰撞，将会严重低估过渡墩的损伤和高估其墩顶支座的损伤。

系统易损性分析表明，复合系统易损性曲线能较好且真实地评估桥梁系统的损伤状态。随着地震动强度的增大，不考虑墩梁碰撞会导致桥梁系统损伤概率的低估，从而导致对桥梁整体抗震性能的错误判断。

概率地震风险曲线分析显示，随着位移延性系数的增加，桥梁结构的地震风险逐渐减小。考虑墩梁碰撞时的主墩和引墩地震风险都有所降低，但过渡墩的地震风险明显增大。50年内地震风险概率分析表明，不考虑墩梁碰撞会严重低估过渡墩的地震风险概率，从而错误判断过渡墩的损伤。

4 结　论

总结了对大跨度连续刚构桥在近断层地震动下的易损性与概率地震风险性分析。主要结论包括：1）不考虑墩梁碰撞会严重低估过渡墩损伤概率，损伤概率在0.2g～1.5g范围内被低估35%～80%，位移响应被低估3～5倍。2）考虑墩梁碰撞效应时，随着地震动强度增大，不考虑碰撞会低估桥梁系统损伤概率，影响对桥梁抗震性能的判断。3）考虑墩梁碰撞后，过渡墩地震风险概率明显增大，可达120%，50年内地震风险概率最大被低估约8倍。4）串联和并联模型分别高估和低估系统易损性，考虑权重系数的复合系统易损性曲线能更真实反映桥梁系统易损性。