地震作用下,桥梁震害主要为上部结构的移位、碰撞以及下部结构和基础的破坏。桥墩作为桥梁抵抗地震作用的重要构件,其震害主要为塑性铰区钢筋屈服、混凝土压溃,桥墩严重破坏是引起桥梁倒塌并在震后难以修复使用的主要原因。普通混凝土抗拉强度低、抗裂性能差,很难通过改善材质将其解决,可以通过“复合技术”改良混凝土自身缺陷。工程用水泥基复合材料(ECC)是一种纤维增强水泥基复合材料,通过高延性、应变硬化和多缝开展耗散地震能;此外高强钢筋的采用对结构抗震性能产生显著影响。但目前对ECC、高强钢筋桥墩的抗震性能研究较少。本文针对全寿命周期内桥墩塑性铰区采用ECC和高强钢筋对桥梁构件和桥梁系统时变地震易损性的影响,主要开展以下研究工作:(1)梳理了ECC和高强钢筋的本构关系模型,采用Open SEES软件中ECC01本构和Steel02本构分别模拟ECC和钢筋,分别建立RC梁桥、普通钢筋ECC-RC复合桥墩梁桥和高强钢筋ECC-RC复合桥墩梁桥模型。(2)利用XTRACT软件对桥墩截面进行弯矩-曲率分析,分别选取相对位移延性比、相对位移作为桥墩和支座的地震易损性损伤指标。根据氯离子侵蚀机理,结合桥址环境,考虑桥梁正常维护,研究桥墩纵筋锈蚀对桥墩损伤指标的影响。(3)利用增量动力分析法进行RC梁桥、普通钢筋ECC-RC复合桥墩梁桥和高强钢筋ECC-RC复合桥墩梁桥地震易损性分析,建立各梁桥成桥时构件及系统地震易损性曲线,对比分析表明:塑性铰采用普通钢筋ECC和高强钢筋ECC均能提高梁桥构件及系统抗震能力,后者提高程度更加显著,提高程度与PGA大小有关;刚性桥墩对ECC性能更为敏感,塑性铰采用高强钢筋ECC对刚性较强桥墩的抗震性能改善程度更大。(4)分析锈蚀RC梁桥和高强钢筋ECC-RC复合桥墩梁桥构件和系统的地震易损性,绘制相应时变地震易损性曲线及曲面,结果表明:两种梁桥的构件及系统地震易损性随服役年限的增大而不断增大,但其超越概率增量与PGA大小有关;钢筋锈蚀对高强钢筋ECC-RC梁桥的地震易损性的影响相对于RC梁桥更低。