预应力节段预制拼装桥墩抗震性能研究综述

王震　王景全

摘要：为进一步推动预应力节段预制拼装桥墩在高烈度区桥梁工程中的应用，从自复位能力、耗能能力、底节段容许损伤能力和基于性能的抗震设计方法4个方面系统梳理和总结了各国学者开展的相关研究，并指出了当前研究存在的问题以及未来的发展方向。结果表明：无粘结预应力筋能提供更好的自复位能力，桥墩震后残余变形很小；相对于现浇桥墩，该形式桥墩耗能能力较差，需要设置专门的耗能装置，其中外置耗能装置震后可更换，更值得推广；预应力节段预制拼装桥墩鲁棒性差，必须注意提高底节段容许损伤能力；针对预应力节段预制拼装桥墩的基于性能抗震设计才刚刚起步，需要进一步发展。

关键词：桥墩；节段预制；拼装；预应力混凝土；自复位；耗能；抗震性能

中图分类号：TU378文献标志码：A

Abstract： In order to promote the application of prestressed segmental precast and assembled piers in high seismicity areas bridge engineering， the relevant researches were summarized systematically from four aspects， including selfcentering， energy dissipation， damage tolerance of bottom segment and performancebased seismic design， and the existing problems and future research directions were pointed out. The results show that unbonded prestressed tendons can provide better selfcentering， and the residual deformation of pier is very small after the earthquake. Compared with the castinplace pier， the prestressed segmental precast and assembled pier is poor in energy dissipation capacity and need to set up a special energy dissipation device， in which the external energy dissipation device can be replaced after the earthquake and is worth popularizing. The robust performance of prestressed segmental precast and assembled piers is poor， which should be paid attention to improve the allowable damage ability of the bottom section. The performancebased seismic design of prestressed segmental precast and assembled piers has just started and needs further development.

Key words： pier； precast segment； assembling； prestressed concrete； selfcentering； energy dissipation； seismic performance

0引言

在桥梁建设特别是城市桥梁建设中使用节段预制拼装技术不仅可以大幅缩短工期，减少对交通的干扰，而且有助于提高构件的质量，减少全寿命周期成本和对环境的影响[1]。该技术自1962年由米勒用于建造法国塞纳河上的舒瓦齐勒罗瓦大桥以来，逐渐成为桥梁上部结构建设中常用的施工方法之一，在低烈度区的桥梁下部结构中也开始出现了一些工程应用。1971年，美国德克萨斯州约翰肯尼迪堤道桥首次使用了节段预制拼装桥墩，此后的佛罗里达州七英里大桥、德克萨斯州183高速公路高架桥以及新泽西州胜利大桥都采用了该形式的桥墩。1997年建成的加拿大联邦大桥以及2000年建成的丹麦—瑞典厄勒海峡大桥全桥采用节段预制拼装桥墩。中国较早开始在下部结构中使用预制构件的桥梁包括北京积水潭桥和东海大桥，随后在一些重要的跨江跨海桥梁如杭州湾大桥、上海长江大桥以及港珠澳大桥中也开始使用节段预制拼装桥墩。

节段预制拼装桥墩因接缝类型的不同可以分为2类。一类是采用在钢筋连接部位通过后浇混凝土进行连接的湿接缝，桥墩力学特性可以等效为没有接缝的现浇桥墩，但需考虑接缝区钢筋的连接以及不同龄期混凝土的存在对桥墩整体性能的影响。此类桥墩可以称之为装配整体式桥墩，北京积水潭桥、东海大桥、杭州湾大桥、上海长江大桥使用的节段预制拼装桥墩都属于这一类。另一类是纵向受力钢筋在接缝处断开，节段之间采用干接缝或胶接缝，然后采用后张预应力的方式将节段连接成整体，可以称为预应力节段预制拼装桥墩，此类桥墩参照摇摆体系进行设计，约翰肯尼迪堤道桥、七英里大桥、183高速公路高架桥、加拿大联邦大桥、厄勒海峡大桥以及中国的港珠澳大桥都属于这一类。

为推动预应力节段预制拼装桥墩在中高烈度区桥梁工程中的应用，需要结合其结构特性和工程应用范围对抗震性能进行研究，为此，各国学者开展了一系列的试验探索和理论分析。本文将从自复位能力、耗能机制、底节段容许损伤能力、基于性能的抗震设计方法4个方面对各国关于预应力节段预制拼装桥墩抗震性能取得的研究成果进行介绍，以期促进这一技术在中国的应用和发展。

1自复位能力影响因素及计算方法

近年来，节段预制拼装桥墩在工程实践中得到了越来越多的应用（图1），各国一些重要桥梁建设中采用了这一形式的桥墩。与装配整体式桥墩相比，预应力节段预制拼装桥墩与基础通过干接缝或胶接缝连接，约束较弱，又通过预应力将桥墩各节段以及桥墩与基础联系在一起，其结构形式就决定了预应力节段预制拼装桥墩具有良好的自复位能力，这一特性也成为该形式桥墩除适合快速施工以外的另一优势。2种形式桥墩的对比见表1。

1963年，Housner[2]首次报道了由于对高位水槽的基础不经意做了弱化处理，允许整体结构发生摇摆，使得结构在1960年智利大地震中免遭破坏。这次意外发现引起了各国学者对摇摆结构抗震性能的极大兴趣，并开展了一系列研究[39]。至20世纪90年代，美、欧、日学者在放松结构与基础之间约束的同时，又通过预应力将结构与基础联系在一起，使得结构在地震作用下首先发生一定的弯曲变形，超过一定限制后发生摇摆，地震作用停止后通过预应力恢复到原有位置，这样的力学特性被称为自复位能力[10]。

在1995年Kobe地震中有100多座桥梁虽然桥墩仅遭受轻微或中度破坏，但由于残余位移过大而不得不拆除重建[11]。为此，各国学者逐渐意识到与控制地震中结构的最大变形一样，减少甚至消除震后结构的残余变形也是基于性能抗震设计的重要指标。通过施加预应力使桥墩具有自复位能力正是减小残余变形的有效手段。Ikeda等[1215]对施加竖向预应力的混凝土桥墩进行了一系列试验研究和数值分析，发现通过施加竖向预应力，混凝土桥墩具有较高的屈服后刚度，滞回曲线中出现了明显的捏缩段，具有良好的自复位能力，残余变形大幅减小，但通常耗能能力较差。Sakai等[1617]在太平洋地震工程研究中心（PEER）资助下针对施加竖向预应力的混凝土桥墩进行了256根不同参数试件在拟静力和动力加载条件下的数值模拟，研究参数包括预应力筋位置、无粘结长度、预加应力、预应力筋比例、纵筋配筋率等。

装配整体式桥墩预应力节段预制拼装桥墩优势不足优势不足等同现浇桥墩，现有抗震设计方法可以直接应用。接缝处钢筋现场连接困难；后浇混凝土影响施工进度；震后残余变形大，修复或拆除成本高。不存在接缝处钢筋连接问题；无后浇混凝土，施工进度更快；具有自复位能力，震后残余变形小。桥墩安全性能对预应力筋可靠度依赖太大；干接缝或胶接缝的存在影响结构耐久性；耗能能力较现浇桥墩稍差；地震位移需求更大，导致预应力筋引起的轴压力成倍增长，造成底节段混凝土压碎；抗剪计算复杂，无现成的方法可用。的轴压比）、预加轴压比（张拉预应力引起的轴压比）、预应力度、配筋指标、预应力筋配筋位置和预应力筋有无粘结等因素对试件自复位能力的影响。

1997年，Mander等[19]对采用干接缝的无粘结预应力桥墩进行拟静力试验，结果表明预应力节段预制拼装桥墩在试验后基本无损伤，残余变形可忽略，具有明显的自复位能力。随后针对预应力节段预制拼装桥墩自复位特性的研究主要集中于弄清影响自复位能力的因素以及自复位能力在加载过程中的变化规律。2005年，Palermo等[20]研究表明后张预应力使桥墩与基础交接面处的抗侧力小于传统固定基础桥墩，但大于无预应力的摇摆桥墩，并为桥墩的摇摆提供一定的自复位能力。2007年，Palermo等[21]进行了5根预应力节段预制拼装矩形桥墩的拟静力试验，试验参数包括无粘结预应力筋数量和初始预应力水平。通过试验发现，相比现浇构件，无粘结预应力筋的存在可以减小预制桥墩损伤，减小残余变形，随着无粘结预应力筋数量增加和初始预应力水平的提高，桥墩自复位能力有所增强。Ou等[2223]首先进行了4根大尺寸预应力节段预制拼装箱型高墩的低周往复试验，发现采用有粘结预应力筋可以提高桥墩横向刚度和耗能能力，但加载后期预应力损失严重，导致较大的残余变形，相比之下，无粘结预应力筋能提供更好的自复位能力。为进一步研究剪跨比适中预应力节段预制拼装箱型桥墩的抗震性能，Ou等[24]进行了4根大尺寸试件的拟静力试验，提出耗能钢筋对桥墩强度的贡献率λED这一概念。通过试验研究发现，耗能钢筋用量、有粘结预应力筋初始应力水平影响λED取值；为保持桥墩良好的自复位能力，λED不宜大于35%。2008年，Shim等[25]以城市轻轨高架桥为背景，设计了一种利用有粘结预应力筋的新型预应力节段预制拼装桥墩。该桥墩利用圆钢管作为有粘结预应力管道，圆钢管底部预埋在基础内，并通过设置多排栓钉增大与基础的锚固力。随后进行的7根试件的拟静力试验表明，新型桥墩与现浇混凝土桥墩的抗震性能相似，能发生弯曲破坏，在桥墩底部形成了明显的塑性铰；试验过程中没有无粘结预应力筋发生拉断，桥墩具有一定的自复位能力，但残余变形仍比较大。葛继平等[2627]对5根不同构造类型的混凝土桥墩分别进行了拟静力试验和振动台试验，发现耗能钢筋的存在一方面可以延缓底部接缝的张开，提高桥墩的耗能能力，另一方面也会增加桥墩的残余变形，预应力筋的存在使得桥墩具有自复位能力。2014年，Sideris等[28]进行了1根大尺寸箱型截面的混合摇摆滑移桥墩的低周往复试验，并提出了相对自复位效率的概念，用于衡量试件在试验过程中自复位能力的变化，通过试验得到如下结论：在加载位移角介于3%～10%时，自复位能力也相应提高，在加载位移角大于10%后，底节段混凝土剥落和压碎，预应力损失变大，桥墩自复位能力也有明显下降。王军文等[29]对3根预应力节段预制拼装空心桥墩（1根整体式和2根装配式）和1根混凝土空心桥墩进行拟静力试验，发现布置无粘结后张预应力筋可有效降低残余位移，但会减小耗能能力。Bu等[30]对5根1/4比例的圆形截面试件进行拟静力试验，发现无粘结预应力筋能够在试验过程中始终提供较大的有效预应力，有粘结预应力筋则存在较大的预应力损失。

除上述的试验研究外，葛继平等[3133]利用OpenSees有限元软件建立了关于预应力节段预制拼装桥墩的纤维元模型，通过与试验对比发现，该模型能够较好地模拟试件的滞回曲线，对残余变形的计算较为准确，具有一定的参考意义。此外，Kim等[34]开发的有限元软件RCAHEST和台湾地震工程研究中心开发的有限元软件PISA[35]也被用于建立预应力节段预制拼装桥墩的有限元模型，该模型得到的滞回曲线与试验结果吻合较好。Hewes等[36]还针对底节段采用圆钢管混凝土的预应力节段预制拼装桥墩提出了一种旗帜形滞回模型，Chou等[37]考虑地震作用下桥墩的刚度退化对旗帜形滞回模型进行修正，得到了刚度退化旗帜形模型，并将刚度退化旗帜形模型赋予地震激励下的单自由度体系，可以得到丰富准确的地震响应。

尽管关于预应力节段预制拼装桥墩自复位能力开展的研究已经取得了一定的成果，但仍较为有限，以下方面需要进一步研究：

（1）通过试验对外加轴压比、预加轴压比、耗能钢筋用量以及预应力筋有无粘结等影响桥墩自复位能力的因素进行研究并得到了一些定性结论，但往往只是针对特定试件，适用范围较小，不能供设计人员直接参考。

（2）缺少衡量桥墩自复位能力的科学指标，仅仅依靠桥墩残余变形的位移角不能合理地反映桥墩在试验过程中自复位能力的变化，Sideris等[28]提出的相对自复位效率的概念可以借鉴。

（3）通过调研发现，除试验研究外，通用有限元软件OpenSees能够较好模拟预应力节段预制拼装桥墩的滞回曲线，但尚无简单可行的方法可用于计算该形式桥墩的残余变形。针对混凝土桥墩残余变形的研究是当前抗震领域的研究热点之一[3839]，包括残余变形反应谱在内的研究方法都值得借鉴[40]。文献[41]，[42]针对旗帜形滞回模型的残余变形已进行了一定的研究，但仍需继续深入，以形成方便设计使用的计算方法。2耗能方案

预应力节段预制拼装桥墩通过底节段与基础接触处能发生摇摆，避免了在墩底形成塑性铰区，减少了桥墩在地震中的损伤，但也因为缺少塑性铰区的弹塑性耗能，整个桥墩的耗能能力较差[1930]，这也成为在中高烈度区桥梁工程中推广预应力节段预制拼装桥墩所必须要解决的问题。

为此，各国学者提出了各种方案用来提高预应力节段预制拼装桥墩的耗能能力。Billington等[43]提出了采用高延性水泥基复合材料（ECC）制作潜在塑性铰区节段，用于提高桥墩整体的耗能能力，其余节段仍采用普通混凝土，并研究了桥墩在基础内的嵌固深度对耗能能力的影响，通过7根试件的拟静力试验发现采用ECC可以提高桥墩的耗能能力，但提高幅度有限，增加桥墩嵌固深度可以提高耗能能力，但墩底损伤也会相应增加。Palermo等[21]进行了5根矩形实心预应力节段预制拼装桥墩的拟静力试验，通过试验发现，套筒灌浆连接耗能钢筋不仅耗能钢筋本身能够耗能，金属的套筒也可以耗能，使得桥墩能够具有良好的耗能能力。随后，Marriott等[4446]开发了一种叫可更换防屈曲保险丝性软钢阻尼器，并将这一新型阻尼器用于预应力节段预制拼装桥墩上进行单轴和双轴拟静力试验，结果表明该阻尼器能够显著提高桥墩的耗能能力。Chou等[47]改进了Hewes等[36]的试验，设计的2根试件沿墩身全长均采用圆钢管约束混凝土节段，其中1根在墩底处设置了专门的软钢耗能装置，通过低周往复试验发现，耗能装置能够使得试件具有较好的耗能能力。Motaref等[48]对5根1/3比例的预应力节段预制拼装圆形桥墩进行了振动台试验。研究对象包括采用普通混凝土作为底节段的试件、采用ECC作为底节段的试件、采用纤维增强复合材料（FRP）包裹混凝土作为底节段的试件和在底节段中添加橡胶垫层的试件，同时对采用普通混凝土作为底节段的试件进行震后FPR包裹加固，也作为研究对象之一再次进行振动台试验。试验结果表明，包括采用FRP加固试件在内的几种形式桥墩均适合快速施工，具有良好的耗能能力。Sideris等[28]提出混合摇摆滑移桥墩并通过上部节段在接触处的滑移来实现摩擦耗能。Guo等[49]在桥墩底部外侧设置铝棒作为可替换的耗能装置，对设计的4根试件共进行了15种工况的拟静力试验，发现这种形式的桥墩具有良好的耗能能力。Ou等[22，24，2627，2930]选用内置耗能钢筋的方法来增加预应力节段预制拼装桥墩的耗能能力，通过拟静力和振动台试验可以得知，耗能钢筋用量越多，屈服强度越低，桥墩的耗能能力越强，但残余变形也会相应增加。部分耗能装置如图2所示。

各国学者提出的耗能方案基本可以分为不需要专门耗能装置和需要专门耗能装置两大类，其中需要专门耗能装置又分为内置耗能装置和外置耗能装置。混合摇摆滑移桥墩利用上部滑移节点耗能以及底节段采用ECC等都属于不需要专门耗能装置的耗能方案。内置耗能装置包括设置耗能钢筋、橡胶垫层等，这类方案因为将耗能装置内置，耐久性能够得到保证，但震后修复更换困难；外置耗能装置包括可更换防屈曲保险丝性软钢阻尼器、外置铝棒等，这类方案因为将耗能装置外置，震后修复更换方便，但需要采用专门措施来保证耐久性。通过对预应力节段预制拼装桥墩耗能方案的研究现状进行总结，可以得到如下结论：

（1）预应力节段预制拼装桥墩采用不设置专门耗能装置的方案，其耗能能力提高有限[28，43]。目前针对内置耗能钢筋等内置耗能装置研究虽然较多，但其震后不易修复或更换困难的缺点很难解决，相对而言，外置耗能装置的优势更明显，其耐久性问题可以通过构造措施（如在外置钢构件表层涂抹防腐材料）或使用新材料（如采用不锈钢制作外置耗能装置）等方法来解决，因此，在未来的工程应用中外置耗能装置的耗能方案将更具优势，中国的研究者们应予以关注。

（2）对于耗能装置的力学性能应进行专门研究，建立合适的力学模型，开发专门的计算单元，理清不同的破坏模式，定义各自的极限状态，推导相应的计算方法，为具有工程应用优势的耗能装置在未来工程实践中的推广提供理论依据和计算方法。

（3）借鉴建筑结构中常用的耗能装置，如采用粘弹性材料制成的阻尼器、防屈曲支撑以及摩擦耗能螺栓等，结合桥墩使用环境的自身特点，对这些耗能装置进行甄别、改造和发展，进一步丰富预应力节段预制拼装桥墩耗能方案。3底节段容许损伤能力提高措施

为使预应力节段预制拼装桥墩在地震作用下具有足够的自复位能力和抗剪承载力，需要施加较大的预应力。在预应力和上部恒载作用下，预应力节段预制拼装桥墩的轴压力水平较高。当桥墩遭受地震作用时，预应力节段预制拼装桥墩底节段在基础接缝处会发生往复的张开闭合，底节段较现浇混凝土桥墩墩底更易压碎[1930]。对于采用无粘结预应力筋的节段预制拼装桥墩，一旦桥墩中的任一节段出现严重压碎，无粘结预应力筋回缩，预应力将损失严重，桥墩节段接缝处的抗剪承载力也随之下降，桥墩节段之间可能发生严重滑移，从而导致桥墩发生剪切破坏[29]。

2005年11月，国际结构安全联合委员会（JCSS）联合国际桥梁与结构工程协会（IABSE）的第一工作委员会在英国专门召开了结构鲁棒性研讨会，引起了土木工程界对结构鲁棒性问题的重视[50]。目前针对结构鲁棒性的研究尚处在起步阶段，关于结构鲁棒性的定义可以理解为在发生偶然事件对结构造成局部损伤的条件下，结构体系具有不发生整体失效后果与局部损伤原因不成比例破坏的一种能力[51]。利用结构鲁棒性的定义对照预应力节段预制拼装桥墩就会发现，当桥墩遭受地震作用这一偶然事件时，如果底节段或其他任一节段局部发生严重压碎，而预应力筋选择无粘结，桥墩节段抗剪承载力将会急剧减小，导致整个桥墩发生剪切破坏，最终造成桥梁的垮塌，即可以定性地认为预应力节段预制拼装桥墩的鲁棒性较差。刘西拉等[52]总结了改善结构鲁棒性的几种方法，包括替代荷载路径法、关键构件加强法、能量吸收装置法、事件控制法。对于预应力节段预制拼装桥墩，采用替代荷载路径法可以在接缝处设置剪力键，尽管已有研究证实节段接触处的抗剪承载力基本由摩擦力提供，剪力键基本不发挥作用[2224，43]，但如果预应力损失严重，随着节段之间发生相对滑移，剪力键提供的抗剪承载力将会逐渐增加，有助于避免桥墩发生剪切破坏；第2节介绍的设置专门耗能装置属于能量吸收装置法的范畴；事件控制法强调避免意外荷载对结构的影响，对于地震作用，一般强调在选址时避免高烈度区和不利地质条件；关键构件加强法是最直接和最常用的方法，对于预应力节段预制拼装桥墩，就是采取该措施提高底节段容许损伤能力。

为提高预应力节段预制拼装桥墩底节段容许损伤能力，Hewes等[36，47]采用圆钢管约束底节段混凝土，发现钢管越高，约束效果越好，底节段混凝土损伤越轻；Billington等[43]利用ECC本身的容许损伤能力来提高结构的鲁棒性，与普通混凝土相比，ECC不发生压溃现象，由于钢纤维的存在，ECC能够保持裂而不散；Motaref等[48]采用ECC和FRP包裹混凝土作为底节段，通过振动台试验证实该措施能够减轻底节段损伤；Guo等[49]也采用FRP包裹混凝土来提供底节段的容许损伤能力。更多学者选择采用传统加密底节段箍筋的措施避免底节段混凝土压溃[2030]，试验证实采用这一措施后基本能防止核心区混凝土压碎，但保护层混凝土仍损伤严重，随着加载位移的增加，预应力损失增加，效果并不是太理想。

通过对预应力节段预制拼装桥墩底节段容许损伤能力提高措施研究现状进行总结，可以得到如下结论：

（1）预应力节段预制拼装桥墩的鲁棒性较差，底节段容许损伤能力直接影响桥墩的抗震性能，为避免因底节段损伤造成桥墩在地震作用下发生剪切破坏，应当在接缝处增设剪力键，提高桥墩鲁棒性。

（2）传统的在墩底加密箍筋的措施对提高底节段容许损伤能力效果有限，在底节段采用圆钢管约束、FRP包裹或采用ECC等措施比较有效，值得推广，但需在计算中考虑圆钢管、FRP包裹对普通混凝土的约束作用，发展相应的约束混凝土或ECC本构模型。此外，具有高延性、高强度和良好容许损伤能力的超高性能混凝土[5354]也是提高预应力节段预制拼装桥墩底节段容许损伤能力的备选方案之一。4基于性能的抗震设计方法

基于性能的抗震设计方法是通过将抗震设防目标和设计过程直接相联系，从而更准确地把握结构在不同地震作用下的实际性能[5556]。发展基于性能的抗震设计需要解决一系列问题，包括确定结构或构件的抗震性能目标，建立衡量抗震性能目标的量化指标，以及设计过程中对量化指标的落实。

目前关于预应力节段预制拼装桥墩基于性能的抗震设计研究还很少。Kam等[5759]提出了先进旗帜形系统的概念，这一系统由预应力或形状记忆合金提供自复位能力，并设置专门的耗能装置提供耗能能力，其在地震作用激励下具有良好的耗能能力和较小的残余变形，滞回曲线表现为旗帜形。按照定义，预应力节段预制拼装桥墩属于先进旗帜形系统的范围。Kam等[58]针对设置不同耗能装置的先进旗帜形系统提出了不同的抗震设计方法。Hewes等[36]、Chou等[47]、Yamashita等[60]以及Bu等[33]都基于截面分析和塑性铰模型分别给出了计算预应力节段预制拼装桥墩墩顶荷载位移骨架曲线的解析方法。王军文等[61]基于性能抗震设计的思想，提出一种摇摆式预应力混凝土桥墩基于位移的抗震设计方法，该方法依据桥梁抗震设防水准确定桥墩的损伤水平，并考虑墩底接缝区变形的影响，用来计算桥墩的目标位移，借助非弹性位移谱计算桥墩的位移需求。

尽管各国学者对预应力节段预制拼装桥墩基于性能抗震设计方法进行了相应的研究并取得了一定成果，但距离在工程实践中实现基于性能的抗震设计仍有较大差距，主要有以下几个方面的问题需要解决：

（1）目前针对预应力节段预制拼装桥墩抗震性能目标开展的研究还比较少，亟需确定适合于该形式桥墩的抗震性能目标。对于结构或构件，目前比较公认的抗震性能目标是“小震不坏，中震可修，大震不倒”。然而，对于预应力节段预制拼装桥墩，传统的抗震性能目标可能是不恰当的，由于预应力筋提供的回复力、墩底的摇摆作用以及底节段良好的容许损伤能力，对这一新型桥墩提出“中震不坏，大震可修”的抗震性能目标可能更有利于发挥桥墩自身的抗震性能优势。

（2）预应力节段预制拼装桥墩性能目标的量化指标也同样需要专门研究。传统混凝土桥墩使用较多的量化指标包括最大变形和损伤指标等。预应力节段预制拼装桥墩较现浇桥墩在同样的地震激励下会有更大的变形需求，且预应力节段预制拼装桥墩也同样具有更大的变形能力。如果按照现浇桥墩的位移谱去确定目标位移，则可能过低地评价预应力节段预制拼装桥墩的抗震性能。因此，需要针对预应力节段预制拼装桥墩恢复力特性开展专门研究，得到相应的位移谱[62]。关于损伤指标，目前采用较多的是AngPark损伤指标[6364]，各国学者根据现浇混凝土桥墩在地震动循环加载下的AngPark损伤性能分布特征，给出了损伤指数与破坏等级之间的关系，这些研究成果都是建立在墩底形成塑性铰这一耗能机制的基础上，对于采用不同耗能机制的预应力节段预制拼装桥墩未必适用。为提高震后桥梁的可修性，需要控制桥墩震后的残余变形，已有学者尝试将残余变形纳入基于性能的抗震设计中[4142，62]，预应力节段预制拼装桥墩具有自复位能力，更应该关注这方面的研究。

（3）在确定好量化指标后，需要建立设计参数与量化指标的关系，方便在设计过程中落实性能目标。5结语

（1）如果配置得当，无粘结预应力筋较有粘结预应力筋能够提供更好的自复位能力，可以保证桥墩在震后仅发生很小的残余变形；当前的试验研究仅给出了一些关于自复位能力影响因素的定性结论，不能满足设计需要；缺少衡量自复位能力的指标；除试验研究外，OpenSees能够较好地计算桥墩的残余变形，但仍缺乏计算残余变形的简单计算方法。

（2）如不设置专门耗能装置，预应力节段预制拼装桥墩耗能能力较现浇桥墩明显不足；相比于内置耗能装置，外置耗能装置因具有震后可更换的优势而更适合在工程中推广，但应注意外置耗能装置的耐久性问题；应结合结构受力与外部环境选择合适的耗能装置，重视对耗能装置力学性能和计算方法的研究。

（3）预应力节段预制拼装桥墩的鲁棒性较差，应当在接缝处增设剪力键，提高桥墩的鲁棒性；传统的在墩底加密箍筋的措施对提高底节段容许损伤能力效果有限，采用ECC制作底节段或者利用钢管或FRP对混凝土进行约束则效果更为明显。

（4）当前针对预应力节段预制拼装桥墩基于性能的抗震设计研究刚刚起步，应从确定结构或构件的抗震性能目标，建立衡量抗震性能目标的量化指标，以及设计过程中对量化指标的落实3个方面入手，尽快建立一套关于预应力节段预制拼装桥墩行之有效的设计方法。

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