从国内外工程界对钢管混凝土桥梁应用中脱黏和脱空问题的长期质疑，以及钢和混凝土2种材料差异角度入手，综述了钢管混凝土结构界面黏结性能、界面传力性能和结构承载性能3个方面的研究进展，厘清界面脱黏机理，及其由此带来的界面传力和组合作用失效机理。针对此问题，提出内栓钉和PBL加劲型钢管混凝土桥梁结构，并综述创新结构在界面工作性能、节点力学性能、壁板屈曲性能和构件承载性能4个方面的研究成果，论证了创新结构实现钢管和混凝土共同工作的可行性。结果表明：钢和混凝土2种材料在热传导、收缩徐变、泊松比、弹性模量、强度、截面尺度和成型方式等方面均存在较大差异，是产生钢管混凝土脱黏和脱空、界面传力和组合作用失效的根本原因；钢管混凝土界面黏结强度试验结果离散性大，切向和法向黏结强度均不高于1.5 MPa，混凝土水化热、日照温差、混凝土收缩徐变和轴压荷载、疲劳荷载等多种因素耦合作用下，服役期钢管混凝土桥梁界面不可避免地发生脱黏；不同体系的钢管混凝土桥梁界面传力可分为构件和节点界面传力，尚缺少完善的桥梁界面传力模型，仅能借鉴房建中柱顶构件界面传力和梁-柱节点界面传力模型；不同类型脱黏对钢管混凝土承载性能影响不同，球冠形脱黏影响最小，部分环形脱黏次之，环形脱黏影响最明显；钢管混凝土中内设的栓钉可以起到连接件作用，确保了界面工作性能和节点传力的可靠性；内设的PBL则兼具连接件和加劲肋作用，一方面，确保了钢管混凝土界面和节点传力的可靠性，另一方面，增强了壁板的局部稳定和构件承载机理。

为了研究钢内芯-UHPC组合箱梁的抗剪性能，通过三点加载的方式对5个钢板-UHPC组合腹板试件进行试验测试，采用DIC对试件的裂纹演变全过程进行观测，分析了配箍率和钢腹板高度占比对组合腹板抗剪性能的影响。试验结果表明：纯UHPC腹板、半钢+UHPC组合腹板、全钢+UHPC组合腹板发生剪切破坏，配箍筋UHPC腹板、全钢+配箍UHPC组合腹板发生弯曲破坏；钢腹板高度占比的提高对钢板-UHPC组合腹板剪切性能有着显著影响，当钢腹板高度从0增加到300、600 mm时，组合腹板的极限承载力分别提升了9.3%、57.6%；增配箍筋能够有效抑制腹板斜裂缝的发展，使组合腹板的破坏模式从剪切破坏向弯曲破坏转变。基于材料力学理论，提出了钢板-UHPC组合腹板开裂荷载的计算方法，所得计算值与试验值相对误差的平均值在6%以内。基于法国规范计算的剪切破坏组合腹板抗剪承载力与试验值相对误差为3%~13%。研究结果可为钢内芯-UHPC组合箱梁的设计与工程应用提供参考。

针对装配式板梁桥铰接缝常见病害的评估问题，通过多梁系统的力学模型研究了桥梁模态与铰接缝刚度的理论关系，提出了基于特征方程解的铰接缝刚度识别方法，旨在通过监测数据实现装配式板梁桥的状态评估。首先，使用多梁系统作为装配式板梁桥的简化力学模型，推导了一般多梁系统的特征方程，得到了桥梁模态与铰接缝刚度的关系；其次，通过数值仿真探究了铰接缝损伤对桥梁模态的影响，并模拟不同损伤场景，验证了所提方法的准确性；最后，开展典型实桥的测试分析，基于一年以上的实测数据对该桥铰接缝的损伤情况进行评估。结果表明：提出的方法仅需桥梁的模态和频率即可准确定位铰接缝的损伤位置并量化损伤程度；实桥测试评估结果与目视检查结果相符合，并成功识别了铰接缝出现的新损伤，验证了提出方法的准确性和可靠性。

在独立内部子结构法的基础上，进一步提出了分区独立内部子结构法，旨在保证计算精度和土体客观连续性的前提下降低边界-土-多跨桥梁结构开放系统地震分析的工作量。首先，指出了在多支撑结构各基础周围采用地基局部截断模型的弊端和不科学性，澄清了对于边界-土-多跨桥梁系统而言内部子结构法依然存在计算量超大问题的原因;随后，提出了分区独立内部子结构法思想并给出理论表述，该方法实质在于将场地系统划分为不同区域但不截断，由此独立构建对应的分区独立内部子结构并进行等效地震荷载的计算，从而实现不同场地条件下边界-土-多跨桥梁系统地震动的准确输入；最后，通过自由场和边界-土-两跨桥梁结构2个算例验证分区独立内部子结构法的准确性和高效性。结果表明：分区独立内部子结构法计算效率明显增强，避免了以牺牲计算精度为前提的局部截断建模的传统处理方式，解决了应用已有方法计算边界-土-多跨桥梁系统等效地震荷载时计算效率相对低的现实问题，促进了土-结构动力相互作用地震分析方法的发展。

高强方钢管超高性能混凝土构件在大跨桥梁、超高层建筑等工程中均有着广泛的应用前景。为研究高强方钢管超高性能混凝土短柱的轴压力学性能，设计制作了16根方钢管混凝土短柱，并对其开展轴压试验，研究了混凝土抗压强度、钢管屈服强度、截面宽厚比等参数对其轴压性能的影响。通过ABAQUS有限元软件对试件进行非线性有限元分析和参数分析，以明确高强方钢管超高性能混凝土轴压短柱的受力机理。研究结果表明：高强方钢管超高性能混凝土短柱轴压性能良好；提高混凝土抗压强度可显著提升轴压承载力和刚度，且对延性影响不大；提高钢材屈服强度可提升承载力，但对轴压刚度和延性的影响较小；减小截面宽厚比可提升轴压承载力、刚度和延性，并延缓局部屈曲和剪切破坏。最后，将已有试验统计数据和所得试验结果与中国规范GB 50936—2014、欧洲规范EC4 (2004)和美国规范AISC 360-22中相关公式的计算结果进行对比，发现GB 50936—2014对高强方钢管超高性能混凝土短柱轴压承载力的预测偏差较大，欧洲规范EC4 (2004)的预测不够安全，且无法考虑钢管局部失稳的影响；美国规范AISC 360-22的计算结果与试验结果较为接近，且考虑了钢管局部失稳的影响。

为有效提高桥梁墩柱结构的耐久性，通过使用超高性能混凝土(Ultra-high Performance Concrete，UHPC)约束普通混凝土(Normal Concrete，NC)形成一种新型的组合结构——UHPC-NC组合柱。对8根UHPC-NC组合柱、1根无箍筋保护层组合柱、1根无钢筋组合柱开展轴压试验，探究不同浇筑方式、UHPC厚度、箍筋间距以及有无钢筋对组合柱轴压性能的影响。结果表明：UHPC-NC组合柱达到峰值荷载时箍筋外侧UHPC仍保持一定的完整性，并未发生大面积剥落；浇筑方式对组合柱承载力影响较大，先浇筑内部NC后浇筑外部UHPC的方法能够使组合柱获得更大的承载能力；对于相同截面积的组合柱试件，其峰值荷载增加的相对幅值随UHPC厚度的增加而逐渐减小，当UHPC厚度分别由30 mm增加到40 mm，由40 mm增加到50 mm时，峰值荷载增加的相对幅值分别为11.8%和9.5%；箍筋间距对组合柱初期刚度几乎无影响，但组合柱峰值荷载随箍筋间距的减小而增大，当箍筋间距由60 mm减小到40 mm时，组合柱的峰值荷载提升了11.0%；为避免UHPC-NC组合柱发生脆性破坏，应在组合柱中配置螺旋箍筋。建立了与试验结果较为吻合的UHPC-NC组合柱有限元分析模型；基于轴压试验与数值模拟，引入了箍筋外侧UHPC强度折减系数α和浇筑方式影响系数β，提出的组合柱轴压承载力计算公式具有较高的精度，可用于UHPC-NC组合柱的轴压承载力计算。

预制拼装桥面板以施工速度快，低碳环保，对既有交通和周围环境干扰小等优势逐渐成为桥梁工程领域的研究热点之一。预制拼装桥面板的施工速度、整体性和耐久性主要取决于接缝形式、构造与材料等。湿接缝以其现场浇筑量小，施工容差大，整体性能好等优势逐渐成为预制拼装桥面板普遍采用的接缝形式。对预制拼装桥面板湿接缝的研究进行了较为系统的梳理和总结。首先介绍了常见湿接缝的类型和性能，并阐述了基于高性能材料湿接缝的构造形式和力学性能，重点探讨了预埋钢筋湿接缝和预应力湿接缝的抗弯、抗剪和抗拉承载力预测模型与计算方法；在此基础上，通过实际工程应用与实践阐明了预制拼装桥面板湿接缝的工程应用价值；指出了预制拼装桥面板湿接缝的发展趋势和进一步需要开展的研究工作。结果表明：基于高性能材料，研发性能优越、构造简单、施工便捷且兼顾经济性的湿接缝连接构造仍然是前提，创新性的湿接缝在弯矩、剪力和疲劳等作用下的工作机制、失效机理和力学性能预测模型及计算公式等是基础，预制拼装桥面板湿接缝面向工程的实用设计方法等是关键。

为应对千米级双层随机车流-桥梁耦合振动高效分析需求，从降低桥梁子系统存储量和运算成本的角度出发，提出了一种基于改进Gibbs-Poole-Stockmeyer算法的车-桥耦合振动分析加速方法。首先，通过结构离散化模型对改进的Gibbs-Poole-Stockmeyer算法进行测试，验证方法的准确性；其次，将改进方法用于超千米跨度双层钢桁桥梁模型的存储优化分析，同时融入现有分析系统开展随机车流过桥响应分析，最后进行计算效率对比。研究结果表明：改进Gibbs-Poole-Stockmeyer算法在获得的带宽等于已有研究方法的前提下，节点编号过程中不需回溯；所提方法对大跨度双层钢桁桥梁模型存储空间占用有较大改善，刚度矩阵最大带宽和一维变带宽存储数组长度明显减小；同等计算条件下，改进后的分析系统在进行瞬态分析及处理高流量车辆-桥梁耦合振动分析方面，相较于现有分析系统，计算效率均有着较大的提升；所提方法使得现有分析系统的大规模有限元模型处理能力和计算效率得到了大幅提高。

整体桥常通过台底柔性混凝土桩基(RC桩)来适应上部结构的水平变形，但RC桩的抗变形能力较低，地震作用下易开裂且不易维修。因此，通过柔性台身来适应结构的水平变形已成为整体桥新的发展方向，并已应用于实际工程中。为研究整体桥柔性台身-RC桩-土动力相互作用机制、破坏模式以及地震响应特点，以深圳马峦山整体桥为工程背景，进行了整体桥柔性台身-RC桩-土体系振动台试验。试验研究表明：Ⅵ度设防以下地震作用时，柔性台身-RC桩结构未发生开裂，仅台后土体出现少量沉降变形；Ⅷ度设防地震作用时，台身与主梁连接处以及桩基埋深-1.69 m处出现了细微裂缝，但试验结束后这些微裂缝已基本闭合。地震作用下，受台后土的侧向运动的影响，整体桥柔性台身-RC桩-土体系的一阶振型为台身-桩基共同向外凸，这揭示了实际工程中大量薄壁式桥台出现“鼓肚子”破坏的原因。试验还表明，柔性台身-桩基-土体系的最大加速度和最大位移响应均在台底处，而非台顶处或墩顶处。当台底达到峰值位移时，柔性台身-桩基-土体系的变形以一阶振型为主，并少量叠加二阶振型；当台顶达到峰值位移时，则以三阶振型为主；在台顶、底达到峰值位移时，台身均出现了较大的剪切变形，其剪切位移角界于弹性位移角和塑性位移角之间。

为了探明不同养护环境下高吸水性树脂(SAP)对超高性能混凝土(UHPC)不同宽度裂缝自愈合性能的影响，对添加不同掺量和粒径SAP的UHPC试件进行预加载制造裂缝并测量初始裂缝宽度，然后置于水浴、干湿循环及室温干燥3种环境中进行养护。从裂缝宽度的变化、力学性能的恢复、超声波速度的变化以及微观产物分析4个角度评价UHPC的自愈合效果。研究结果表明：水浴养护对UHPC裂缝愈合效果提升最好，干湿循环养护次之，室温干燥养护最差；UHPC本身具备一定的自愈合功能，在水浴环境下对于裂缝宽度小于50 μm的微裂缝能够基本实现自愈合，添加SAP影响不大；对于裂缝宽度大于50 μm的宏观裂缝，添加SAP可以显著提升UHPC的裂缝宽度愈合效果，在水浴养护下，宽度区间为50~150 μm的裂缝可基本实现完全闭合，宽度区间为150~200 μm的裂缝愈合率可达50%；SAP对UHPC的初始抗压强度影响不大，抗折强度随SAP掺量增加而减小；SAP掺量与粒径对UHPC的力学性能恢复率和超声波速恢复率的影响具有一致性，SAP粒径越小，UHPC裂缝自愈合和力学性能恢复效果越好；UHPC裂缝的愈合产物主要为碳酸钙和C—S—H凝胶，添加SAP能促进胶凝材料的水化，延长自愈合反应的持续时间，增加裂缝处愈合物质含量。

为研究陡坡地段桥梁桩基穿越溶洞时的水平承载特性，以广那高速公路工程为依托，考虑陡坡和溶洞的影响，开展了横轴向受荷桩基的离心模型试验。在地基坡度、溶洞尺寸及位置一定的情况下，设置桩基的长径比分别为6.5、9.0、11.5和14.0，在桩顶逐级施加水平荷载，分析了长径比变化对桩基水平极限承载力、桩身弯矩以及桩侧土抗力的影响，给出了弯矩最大值和土抗力最大值的位置范围和分布规律。结果表明：陡坡段桩基穿越溶洞的情况下，长径比小于14.0时，桩基的水平极限承载力随长径比增大逐渐增大,桩身弯矩沿桩基埋深先增大后减小至0，最大值出现在距桩顶3.5~4.5倍桩径范围内。长径比从6.5增大至14.0时，弯矩最大值逐渐增大,桩侧土抗力沿桩基埋深先增大后减小至0，土抗力最大值出现在距桩顶2.5~4.5倍桩径范围内。随长径比增大，桩侧土抗力最大值逐渐减小，土抗力最大值的位置逐渐下移。长径比小于等于11.5时，桩基表现为刚性桩的承载特性;长径比大于11.5时，表现为弹性桩的承载特性;不同长径比条件下桩前土抗力均小于桩后土抗力。研究结果可为陡坡岩溶区桩基水平承载力计算提供参考。

承载能力是反映公路桥梁服役性能的关键指标，其可靠评定可为桥梁安全风险预判提供基础，并为加固改造等科学决策提供依据。首先从评定目标和方法2个方面深度剖析了桥梁承载能力评定的内涵，介绍了中美两国承载能力评定技术标准的发展历程；阐述了验证荷载试验和诊断荷载试验技术的实施方法和评定原理，验证荷载试验可直接判断桥梁承载能力是否满足要求，而诊断荷载试验因反映桥梁信息多、实施方便快捷等优势应是未来重点发展方向；对比了各国规范中承载能力分析检算评定理论，归纳了结构直接检测、状态参数映射和时变劣化模型预测3类抗力修正方法，从荷载和桥梁分析模型两方面阐述了桥梁实际荷载效应的修正方法，分析了各国规范中规定的桥梁评定目标可靠度，英、美规范通过折减设计分项系数的方式建立了多水准评定目标可靠度，值得中国评定规范借鉴;并从测试方法、评定理论与技术装备3个方面对桥梁承载能力评定的未来发展方向进行了展望。

为解决沿海侵蚀环境下装配式节段桥墩钢筋易锈蚀以及强震后桥梁墩柱残余位移大的问题，提出一种配置不锈钢筋和无黏结预应力GFRP筋的混合配筋预制节段拼装混凝土桥墩。通过拟静力试验揭示了混合配筋桥墩的破坏模式，分析了桥墩的滞回性能、承载力、耗能、残余位移、预应力变化、刚度退化、钢筋应变和接缝开口等抗震性能参数，并与有黏结无初始预应力GFRP筋的混合配筋节段拼装桥墩抗震性能进行了对比分析。研究结果表明:对无黏结GFRP筋施加50%墩顶竖向重力的预紧力，试件残余位移可减小近40%，但峰值承载力降低了20%左右;增加GFRP筋的配筋率,同时减小不锈钢筋的配筋率，试件残余位移可减小38%，承载力减小10%;墩顶竖向轴压比即P-Δ效应对墩底最大弯矩的影响更明显。合理设计无黏结预应力GFRP筋的初始张拉力和配筋率，同时考虑GFRP筋的极限拉伸应变影响，可使桥墩具有与有黏结预应力GFRP筋桥墩的水平承载力基本一致，但可大幅降低预制节段墩柱的残余位移。

为探究配筋率和复合层厚度对ECC-NC (Engineered Cementitious Composites to Normal Concrete)复合梁抗弯性能的影响，设计了5根ECC-NC复合梁，通过四点弯曲试验，开展了ECC-NC复合梁抗弯性能研究，分析了复合梁破坏模式和裂缝发展规律，探讨了配筋率和复合层厚度对结构承载能力、韧性及延性的影响。研究结果表明：与普通混凝土梁相比，ECC-NC复合梁破坏模式不同，能有效发挥ECC材料特性，具有较好的抗弯性能；相同配筋率下，受拉区ECC层厚度增加，ECC-NC复合梁的抗弯承载力增强有限，弯剪区裂缝数量增多，延性增强，刚度退化缓慢，最佳复合层厚度为0.3h~0.5h；ECC层具有替代部分纵筋作用，受压与受拉区同时设置ECC层能极大地提高抗弯承载能力、延性及结构韧性；基于响应面法，配筋率对ECC-NC抗弯性能影响最大，最大配筋率与复合层厚度有关，0~0.5h呈负相关，0.5h~h间呈正相关，受压区设置ECC可提高界限配筋率，高配筋率有利于提高抗弯刚度，减缓裂缝扩展；弯曲荷载下，截面符合平截面假定，变形协调；基于条带法，建立了ECC-NC复合梁抗弯承载能力计算方法，与试验结果及已有文献数据校核，平均误差在6%以内，吻合度较高，可为工程应用提供理论支撑。ECC替代普通混凝土，不仅提高了结构抗弯承载力，还延缓了裂缝扩展，改善了复合梁带裂缝工作性能和抗裂性能，且抗弯性能较为优越。

为改善仅设置板式橡胶支座(Laminated Rubber Bearing,LRB)的双柱式桥梁的抗震能力，提出一种设置可更换形状优化复合金属阻尼器(Shape-optimized Composite Metallic Yielding Damper,SCMYD)的支座连接体系。通过对SCMYD-LRB体系的力学性能进行分析，给出设置SCMYD的桥梁结构抗震设计方案。建立设置SCMYD-LRB体系的双柱式桥梁结构横桥向抗震数值分析模型，并验证其准确性。最后基于双地震动强度参数的概率损伤分析方法对设置SCMYD-LRB体系的桥梁结构进行地震易损性评估。结果表明:横桥向地震作用下，桥梁的损伤集中于支座与挡块;与仅设置LRB的桥梁相比，设置了SCMYD-LRB体系的桥梁中支座和挡块的损伤程度显著降低。无论是设置SCMYD-LRB体系还是仅设置LRB的桥梁，桥墩基本处于轻微和中等损伤状态，严重损伤的超越概率均小于3%。合理的设置SCMYD，在保障桥墩不发生严重破坏的同时，可明显减小主梁横桥向落梁的风险。

旋涡脱落和漂移是桥梁断面涡振发生时的共同流场特征，主梁表面压力时空分布与旋涡漂移密切关联。基于主梁表面时空压力场，系统分析了涡激气动力统计参数(相关系数、贡献值、量纲一功等)的空间分布特征，建立了简化涡基本理论，提出了典型桥梁主梁涡振机理分析的简化涡方法。该方法可推演关键流场特征及其主导同步气动力时空演变模式，从而揭示涡振机理。以典型箱梁为例，结合气动力时频特征、数值流场与谱本征正交分解(Spectral Proper Orthogonal Decomposition，SPOD)，验证了简化涡方法。研究结果表明：发生竖向(扭转)涡振时，相关系数、贡献值和量纲一功为脉动压力与涡激力(矩)之间相位差的类简谐函数。当相位差单调变化时，上述统计参数呈波浪式分布，且对应主导涡激气动力沿流向呈行波式演变，统称为气动行波模式。该模式与对应简化涡模式互为映射，共同构成简化涡模态。竖向涡振时，上表面旋涡前缘分离至尾缘处漂移距离约为k个波长，耗时k个断面振动周期，即由分离点诱发的k阶竖向简化涡模态主导；扭转涡振上表面旋涡前缘分离至尾缘处漂移距离约为(k+0.5)个波长，耗时(k+0.5)个断面振动周期，即由分离点诱发的k阶扭转简化涡模态主导；其中k为正整数。典型箱梁上表面气动力主导SPOD模态沿流向呈行波式演变，相关系数呈波浪式分布，且波涡模式互为映射，较好地验证了简化涡方法。所提系统建立了简化涡基本理论，构建了以与振动效应关联多尺度气动力时空演变特征为“一体”、以推演关键流场特征的简化涡模式和以精确模拟气动力时空演变特征的气动行波模式为“两翼”的简化涡方法体系，为桥梁主梁涡振物理机制分析、涡激力数理模型构建及涡振抑振措施比选提供新的理论依据。

针对混凝土斜拉桥长寿命设计时的材料参数取值以及PC主梁构件目标可靠指标取值问题，对混凝土强度的随机退化规律、考虑设计使用年限的材料参数取值方法、斜拉桥PC主梁构件考虑材料性能退化的目标可靠指标确定方法进行了研究。首先，基于相关实测数据，对冻融循环下混凝土抗压强度退化过程进行随机过程辨识，结果表明冻融循环下混凝土强度退化规律基本符合Gamma过程，并建立了Gamma过程辨识方法。其次，提出了一种考虑设计使用年限确定所需的材料性能值的方法。基于混凝土抗压强度退化基本服从Gamma过程的结论，获得混凝土性能退化过程在任意时间处的一维概率分布，根据其概率密度函数以α^'=0.05分位值确定结构服役至设计使用年限时的混凝土强度退化量，从而确定能满足设计使用年限要求的混凝土抗压强度设计值。最后，在考虑混凝土强度退化及钢筋锈蚀、钢筋与混凝土协同工作能力退化的情况下计算斜拉桥PC主梁时变抗弯承载力；运用验算点法计算斜拉桥PC主梁的时变可靠指标，基于服役期可靠指标的退化量，建立了结构长寿命设计条件下考虑设计使用年限的斜拉桥PC主梁目标可靠指标确定方法。研究可为斜拉桥目标可靠指标合理定值提供参考。

纤维增强聚合物由于具有高强、轻质、耐腐蚀和低蠕变等优点，具有替代大跨径缆索承重桥中传统钢质缆索的潜力。为了实现碳纤维增强聚合物(Carbon Fiber Reinforced Polymer，CFRP)筋材锚具在斜拉桥拉索、拱桥吊杆等土木工程构件中长期可靠的应用，对分别采用纯环氧树脂、掺加玄武岩纤维丝或滑石粉的环氧树脂作为黏结介质的8个复合式锚具试件进行了至少1 000 h的长期性能试验，揭示了不同掺和料对锚具长期性能的影响，并对长期性能试验后的锚具残留锚固性能进行检验。结果表明：8个试件经过长期性能试验后筋材和黏结介质黏结状态完好，说明该新型复合式锚具具有优良的长期性能；在环氧树脂中掺加0.5%玄武岩纤维丝或滑石粉后的单筋试件相对于采用纯环氧树脂的试件筋材滑移分别减小了37%和29.5%，残留荷载分别提高了11%和6.8%，而当掺量为1%时其则几乎无变化，说明在环氧树脂中掺加适量的玄武岩纤维丝或滑石粉均可有效地提高复合式锚具的长期性能；此外，由于掺加滑石粉的试件只能降低环氧树脂黏结介质的蠕变变形，并不能提高黏结介质对CFRP筋材的黏结性能，因此提升效果不如掺加玄武岩纤维丝的明显。经过长期性能试验后，8个试件在短期静载试验中的破坏模式均为筋材断裂，残留锚固效率均大于95%，表明该新型复合式锚具在经过1 000 h的长期性能试验后仍能有效地锚固筋材，可长期安全地工作，具有应用于实际工程的潜力。

超2000 m级悬索桥已超过现行桥梁设计规范的适用范围，传统安全系数法仅从均值或标准值角度反映设计安全度，未能真实反映抗力小于荷载导致失效的概率或风险。基于荷载、抗力以及设计关键参数的数据统计特征与变异性，利用可靠度分析理论，对悬索桥重力式锚碇滑移构建承载能力极限状态设计方程，重点计算基于目标可靠度的抗力项分项系数合理取值，并推导目标可靠度等效的抗滑安全系数表达式。最后以主跨2 300 m世界第一跨径悬索桥为背景工程，构建超大跨径悬索桥重力式锚碇抗滑实用设计表达式，并与传统安全系数设计方法进行安全度对比分析。结果表明：利用极限状态(分项系数)设计方法，与现行规范锚碇设计方法相比，可显著降低超大跨径悬索桥重力式锚碇抗滑设计等效安全系数取值，大幅提升其安全设计的科学性与经济性，并为编制超2000m级悬索桥设计规范提供基础理论与技术支撑。

为研究双层方钢管混凝土墩柱的抗爆性能，开展了3根双层方钢管混凝土墩柱试件的近距离及接触爆炸试验，并对3根爆炸损伤试件和1根无损试件进行了静力轴压承载力试验。基于剩余轴压承载力损伤指标，将双层方钢管混凝土墩柱的损伤破坏程度分为4个等级，分析了不同爆炸距离和炸药当量作用下的试件损伤程度。研究结果表明：近距离及接触爆炸作用下，双层方钢管混凝土墩柱主要在正对爆心区域发生局部凹陷变形、钢管断裂破口、混凝土压碎和前壁贯穿等局部破坏模式，墩柱未发生明显可见的整体变形；爆炸损伤导致试验墩柱承载力损失了22%～41%，装药距离对爆炸后墩柱剩余承载力具有显著影响；3根爆炸试验墩柱均属于中度破坏，能保持较好的爆炸后承载能力。与钢筋混凝土墩柱的对比分析表明：相同爆炸作用下，双层钢管混凝土墩柱损伤破坏小、剩余承载能力高，且钢管约束作用可以有效抑制混凝土剥落破坏形成高速飞射破片，避免其对周围人员和设施造成二次伤害，具有显著优于钢筋混凝土墩柱的抗爆性能。

传统的桥梁模态振型识别方法往往存在费时费力、抗噪能力较弱等缺点，为改善传统识别方法的不足，提出一种新型的基于统计矩理论的桥梁模态振型识别方法，并结合新型间接量测技术，进行理论和数值试验分析。利用安装有加速度传感器的2辆测试车以固定间距在桥面预设测点处同步静止采集信号，采集约30 s后，测试车移动到下一个测点继续重复操作，直至完成对所有桥面测点的信号采集，然后利用采集的加速度信号，计算整跨桥梁各测点的统计矩值，最后利用统计矩值与桥梁第1阶模态振型值的对应关系，构造出整跨桥梁的第1阶模态振型曲线。首先从理论上首次推导了桥梁的统计矩比值与第1阶模态振型值的等价关系；然后在各种因素影响下进行数值模拟分析，对比了所提方法与现有模态振型识别方法的差异；最后通过实桥试验对所提方法进一步验证。研究结果表明：相比于传递率和随机子空间等传统模态振型识别方法，所提方法识别的桥梁第1阶模态振型误差更小、时间效率更高、操作便利、抗噪能力更强，且在识别过程中不存在预设参数等人为因素的干扰，可有效弥补直接量测中的传统模态振型识别方法的局限性。

局部冲刷是威胁桥梁安全运营的潜在危险，相比于江河涉水桥梁，跨海桥梁下部结构受海流和潮涌等作用，基础冲刷动态演变复杂，影响变量众多且与冲刷深度之间具有较强的非线性。传统的冲刷深度预测经验模型大多基于物理试验并通过简单的回归方法建立关键参数与局部冲刷深度的映射关系，在实际跨海桥梁应用过程中存在严重的局限性和较大的预测误差。针对上述问题开展了系统分析及研究。首先，考虑跨海桥梁实际尺度，基于单因素控制变量法对比分析了中美规范局部冲刷计算公式中行进流速、水深、墩宽、泥沙粒径等关键参数对计算结果的影响，分析不同参数特征并通过参数降维构建了高径比、水流强度与弗劳德数等3个量纲一的参数；其次，提出了一种非浸入式、动态全过程的试验测试新方法，实现了冲刷过程中墩周地形动态演变实时监测；再次，基于跨海大桥圆柱墩实际物理参数及水文条件开展了15组缩尺物理模型试验，结合提出的测试新方法，揭示了不同冲刷工况下量纲一的参数对圆柱墩局部冲刷深度及范围动态演变的影响；最后，建立了由73组跨海实桥监测数据及多组试验数据组成的冲刷数据样本库，并分别构建了基于提出的量纲一的参数和基于高维参数的随机森林冲刷预测模型，将预测结果与HEC-18经验模型计算结果进行对比，结果表明：基于量纲一的参数的随机森林预测模型具有最优的性能。所提出的试验方法及冲深预测模型可为跨海大桥局部冲刷机理及预测研究提供参考。

围堰是深水桥梁建设顺利开展的重要平台和前提，在其节段施工中动水荷载是影响钢围堰精确定位、下沉及着床的关键因素。为减小水流作用下的钢围堰动水荷载，针对矩形围堰提出一种在尾端增加一定长度分流板的抑制方法。首先采用计算流体力学（CFD）方法基于开源分析平台OpenFOAM建立钢围堰的二维简化模型，引入修正的k-ε湍流模型用以闭合求解钢围堰超高雷诺数效应下的N-S方程，通过方形截面和矩形截面柱验证所提方法的准确性；然后针对足尺钢围堰模型分流板的设置对于钢围堰动水阻力和横向摆动力的影响进行分析，明确不同分流板长度以及前/后端分流板对动水荷载的抑制作用，提出优化可行的分流板设置方案。研究结果表明：在高雷诺数条件下标准的k-ε模型不能准确捕捉方形及矩形钝体的涡旋脱落过程，会严重低估动水荷载，采用修正的k-ε模型可准确模拟矩形钝体的绕流特性，与试验值吻合良好，可用于钢围堰的计算分析；矩形钢围堰采用圆角设置可有效减小动水阻力和横向摆动力，横向摆动频率提高；在钢围堰后端增加中央分流板可显著降低动水阻力和横向摆动力，当分流板长度在1/10钢围堰纵边长时，抑制效率最高；分流板长度超过钢围堰纵边长的75%时，尾流出现摆动，导致横向摆动力增大，此时增加前端分流板可抑制摆动作用；仅设置前端分流板对动水作用的影响可忽略；通过现场流迹线试验，验证了采用尾端分流板方案的有效性，其可减小并推后尾流涡旋的形成，有效抑制了钢围堰受到的动水阻力和摆动力。

强台风和山区风伴随的大攻角效应直接影响大跨度桥梁颤振安全性能。以某流线型闭口箱梁断面为研究对象，开展不同风攻角条件下的节段模型自由振动与强迫振动风洞试验，获取其颤振临界风速和颤振导数，结合二维两自由度颤振分析方法，探讨了大攻角对闭口箱梁断面颤振性能的影响及其驱动机理，并定义了自由度能量贡献值和名义扭转中心用于描述颤振形态。研究结果表明：闭口箱梁断面的颤振性能具有很强的攻角敏感性，颤振临界风速随初始风攻角变化显著，其直接力学原因是部分关键颤振导数的攻角非线性变化；随着初始风攻角增大，A₂^*导数出现由负转正的现象且符号改变时所对应的折算风速逐渐减小，导致扭转模态的非耦合项阻尼在颤振临界状态附近转变为气动负阻尼，恶化了断面的颤振性能；且随着初始风攻角的增大，结构的颤振形态逐渐由弯扭耦合颤振向纯扭转颤振发展，扭心前移现象减弱。

为探究考虑徐变恢复的变荷载作用下预应力混凝土结构徐变规律，对5种工况下的15片模型梁进行119 d的长期试验，分析室温环境变荷载作用下预应力混凝土梁徐变应变及受力应变发展规律。结合逐步计算法及预应力混凝土徐变恢复模型，建立了考虑徐变恢复的变荷载下徐变计算方法，并进一步利用ABAQUS软件的二次开发平台建立考虑混凝土徐变恢复的徐变本构UMAT子程序，以实现对全试验周期变荷载下预应力混凝土梁徐变过程的仿真分析。研究结果表明：混凝土龄期达到119 d时，递减荷载组、递增荷载组及波动荷载组的徐变应变依次增大，且均明显小于恒荷载组的结果；递增荷载组、递减荷载组及波动荷载组徐变仿真结果与试验测试数据的最大误差分别为12%、9%及4%，3种工况受力应变仿真结果与试验测试数据的最大误差分别为10%、5%及8%，因此所建立的理论及仿真模型可以对变荷载下的徐变物理现象进行精细化分析；徐变恢复在总徐变中占比明显不能忽略，对于递减荷载组，不同龄期下徐变恢复应变为徐变应变的5%~11%，对于波动荷载组，该值增加至11%~18%；中国《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG 2018-336504）中徐变应变计算结果明显大于试验测试数据，是较为保守的结果；所建立的徐变精细化分析方法可以为处于变荷载作用下的大跨径预应力混凝土连续刚构桥长期徐变效应分析提供技术支撑。

跨海桥梁基础长期受波浪、水流作用，波流耦合作用于高桩承台时，会产生复杂的水动力荷载，其压力分布特性与常规波浪存在显著差异，给桥梁结构设计带来了巨大挑战。为研究跨海桥梁矩形截面高桩承台迎浪面在波流耦合作用下冲击压力的空间分布特性，利用计算流体动力学软件FLOW-3D建立了基于雷诺时均（RANS）方程和k-ε湍流模型的三维数值水槽，通过边界造流和质量源造波方法实现了对波流耦合作用的数值仿真；并通过对比前人试验，验证了上述模型的准确性。数值模拟了不同波高、承台净空和波流条件下的水平波流力时程和波压力空间分布，分析了波流同向、反向条件下的承台迎浪面波压力空间分布特征。基于数值模拟结果，分别建立了以波高和承台净空为参数的波流同向和反向条件下矩形截面高桩承台迎浪面水平波压力空间分布的数学表达式。研究结果表明：①波流同向时承台所受波流力变化规律与纯波条件相似，但波流反向时产生的最大波流力可达纯波条件的4倍；②承台迎浪面波压力分布受波高、净空和越浪影响大；③提出的矩形截面高桩承台迎浪面水平波压力空间分布的数学表达式与数值模拟结果吻合较好，且计算效率高。相关研究成果对于合理开展跨海桥梁设计具有重要理论意义和工程实用价值。

节点连接的有效性和可靠性、施工便捷性和抗震安全性是桥梁下部结构预制装配的关键技术。为促进预制装配桥梁下部结构的快速施工和抗震设计，基于超高性能混凝土（Ultra High-performance Concrete，UHPC）灌浆材料，提出一种施工便捷、容错率高的预制桥墩-承台承插式连接节点构造。开展了1/3缩尺比的承插式桥墩-承台节点拟静力试验，探究了剪力键、截面宽度对节点失效模式和抗震性能指标的影响规律。基于ABAQUS程序，建立了新型节点精细化有限元模型，探明了节点区的应力分布规律，进而提出了承插式节点弯矩能力预测方法。研究结果表明：当承插深度不小于柱宽的80%时，承插节点的损伤发展集中在墩柱底部，失效模式为墩柱混凝土剥落后纵筋屈曲断裂，为典型的桥墩底部塑性铰延性破坏；同时，承台处于弹性状态，验证了节点良好的抗震性能；齿键可使节点区对墩柱锚固能力提高显著，但对节点整体承载力、抗震性能指标和失效模式没有明显影响；建立的数值模型可以较精确预测承插节点的失效模式和非线性滞回行为，提出的承插节点抗弯承载能力计算方法的精确性通过试验和数值结果得以验证。研究结果以期为承插节点在中高烈度区预制装配桥梁的抗震设计和推广应用提供参考。

桥梁水下基础对于涉水桥梁结构的安全至关重要，获取水下基础完整形态是非接触数字检测结构表观损伤和判断安全状况的重要前提。与桥梁上部结构不同，当前获取水下结构形态的手段单一，基于水下三维数据的桥梁下部结构损伤识别评估研究仍为起步阶段，多为针对水下图像的二维识别评估和面向水下三维结构数字模型的定性评判。为了解决这一问题，提出了一种面向桥梁水下三维声呐点云的水下群桩空间形态提取方法。该方法基于点云最小割算法，针对水下复杂环境群桩声呐点云稀疏性与结构相似性特征，引入迁移学习思想，定义源桩基与目标桩基，并提出源桩基到目标桩基参数迁移方法，迁移参数包括先验点与共享参数；进而，提出基于圆环边界拟合方法，最终实现对复杂水下环境中桥梁桩基点云的完整提取。该方法的可行性与适用性在芜湖长江大桥水下桩基提取中得到验证。结果表明：桩基提取精度可达0.725，召回率和F₁值分别为0.974和0.835，表明所提方法可有效稳定地分割提取桩基，并较好保留了桩基边缘的完整性，可为后续桩基表观损伤的识别及量化提供精准数据支持。

为解决PBL连接件在装配式组合梁中应用困难的问题，提出了一种并列异形PBL-钢纤维增强混凝土（SFRC）组合剪力键。以连接件内贯穿钢筋数量为参数，进行了5个简化单边推出试验，得到试件的破坏模式与荷载-位移曲线，对比分析关键受剪变形特征的变化规律。基于试验结果，建立与试验结果吻合较好的有限元模型，并分析了不同材料部件的应力、应变发展及分布特点；对异形钢板剪力键的断裂机制进行了初探性研究。研究结果表明：并列异形PBL-SFRC组合剪力键具有初始剪切刚度大和延性好的特点；贯穿钢筋可有效防止SFRC的纵向劈裂破坏，减小连接件的拔出效应；组合剪力键的整体性随贯穿钢筋数量的增加而提高；有限元分析较好地揭示了该类剪力键从PBL屈服到SFRC损伤再到PBL断裂的破坏过程，PBL剪力键断裂点的钢材应变较大，与钢材颈缩应变吻合较好。

当桥梁进行状态评估和健康监测时，所获得的桥梁信号易受外部环境的干扰，难以反映桥梁结构的真实响应。针对桥梁信号夹杂环境噪声等问题，提出了基于联合天鹰算法（Aquila Optimizer，AO）、变分模态分解（Variational Mode Decomposition，VMD）和小波阈值的去噪方法。该方法首先利用AO算法优化VMD的参数，然后用VMD对含噪声的信号进行自适应分解，再去除方差贡献率较小的模态，最后对剩余的模态进行小波阈值去噪处理，重构信号得到去噪后的真实信号。对模拟信号和桥梁动应变的实测信号分别进行分析，结果表明：基于AO算法优化VMD参数联合小波阈值的去噪方法能有效滤除噪声信号，且去噪效果优于单一的小波阈值去噪、EMD联合小波阈值去噪以及EEMD联合小波阈值去噪等常用的去噪方法，研究成果可为桥梁信号的去噪处理提供有意义的参考。

作为桥梁快速建造中一种高效的装配式新结构，预应力混凝土I型梁采用双折线先张法施工的密束预应力体系，具有预应力损失小、预压应力分布均匀、施工安全性好等特点。为检验该新型结构的抗弯性能，建立其正常使用极限状态及承载能力极限状态的抗弯能力设计及评价方法，开展了结构足尺模型的抗弯承载性能全过程加载试验，观察了结构在全截面工作阶段、开裂阶段和破坏阶段的结构形态、变形与受力特征及破坏模式。试验结果表明：在正常使用阶段，梁体工作性能良好，结构达到开裂荷载前，内力增量与荷载呈线性关系，应变分布满足平截面假定，受压区混凝土压应变、主梁挠度、主筋应变及预应力钢绞线内力增量均呈线性变化；继续加载时，结构内力及变形呈现明显的非线性特征，裂缝逐渐增多，应变增长速率加大，模型梁上翼缘应变横向分布差异性增大，呈现一定的剪力滞效应；随着裂缝深度发展，混凝土逐渐退出工作，预应力束不再与混凝土共同受力，直至梁体发生断裂；试验梁的计算破坏荷载与测试值的比例系数为1.08，静力延性系数为2.27，表明双折线先张预应力高强混凝土I型梁的抗裂、抗弯承载能力计算模式具有较好的适用性和优异的抗弯静力延性。

为了研究地震动特性、地震动强度和主余震作用下新型组合结构钢管混凝土箱形叠合墩（简称CFSTRC墩）的抗震性能，进行了2个CFSTRC墩1：11.6缩尺模型的拟动力试验。研究结果表明：在峰值加速度（PGA）均按比例调幅为0.05g的10条国内外强地震动作用下，CFSTRC墩试件处于弹性工作状态，其中日本阪神大地震JRT波作用下的最大位移响应是平均值的1.68倍。在9度罕遇主震（PGA约为0.7g）作用下，试件S1进入强度劣化阶段，而试件S2仍处于弹塑性变形阶段；2个试件的破坏形态均表现为沿加载方向腹板的剪切斜裂缝、垂直加载方向腹板的水平向裂缝，同时伴随着柱肢底部钢管局部屈曲引起的外包混凝土竖向裂缝，导致试件刚度显著降低。随着余震PGA逐级增大，主震中已损伤试件的墩顶最大位移响应呈线性增大，累积滞回耗能呈非线性增长；在与主震地震强度相当的余震作用下，2个试件的累积损伤进一步加剧，水平承载力平均下降约17%，累积滞回耗能减少约16%，墩顶最大位移响应增加约3%。最后，采用基于结构最大变形与累积滞回耗能线性组合的地震损伤指标可比较准确地评估CFSTRC墩在主余震作用下的抗震性能。

为改善常规混凝土波形钢腹板（CSW）组合梁受拉区的受力性能，进一步减小结构重量并推动超高性能混凝土（UHPC）在桥梁工程中的应用，提出一种新型变截面预应力CSW-UHPC组合箱梁结构，为研究其基本受力特征，特别是其抗弯与抗裂性能，设计并完成了一片预应力变截面CSW-UHPC组合悬臂箱梁的负弯矩静力模型试验，测试得到试验梁的荷载-应变响应、裂缝开展模式、挠度及破坏荷载等试验结果。依据试验结果对结构的剪力滞效应和钢腹板承剪比进行了研究；并深入研究了CSW-UHPC组合箱梁的抗裂性能和抗弯承载力计算方法；同时，完成了试验梁的非线性有限元分析。结果表明：这种变截面CSW-UHPC组合箱梁表现出良好的受力、变形和抗裂性能；试验梁的悬臂根部截面产生了负剪力滞效应，剪力滞效应越靠近加载点越明显；悬臂端部到根部截面，试验梁腹板承剪比从80.33％逐渐减小至2.15％；试验梁的极限抗弯承载能力和抗裂弯矩的理论值与试验值较为吻合，建议在计算承载力时，k值取为0.1~0.2。研究成果可为变截面预应力CSW-UHPC组合箱梁结构的设计与应用提供参考。

悬索桥是目前跨越能力最大的桥型。随着跨径的进一步增大，其结构动力刚度将不断下降，导致结构抗风能力降低。研发满足结构受力以及抗风稳定性要求的加劲梁断面形式和新型悬索桥结构体系是四千米级悬索桥设计和建造的关键控制因素。为此，首先对采用层流抑振风嘴（V形风嘴、Y形风嘴）和新型紊流制振风嘴的钢箱梁断面开展了节段模型风洞试验，探讨了常规平面缆悬索桥的极限跨径；通过建立全桥三维杆系有限元模型，计算总结了结构扭转基频随跨径的变化规律，并研究了主缆矢跨比、主缆空间化、设置抗扭辅助索等措施对结构扭频的提升效果，提出推荐的新型悬索桥结构体系；最后基于已有结论对四千米级悬索桥进行概念设计。研究结果表明：根据“紊流制振”理论设计的新型加劲梁断面，在保证颤振检验风速80 m·s^-1以上时可以使常规悬索桥跨径达到2 700 m；通过在主缆间设置抗扭索是一种较容易实现的提升大跨度悬索桥动力刚度的措施，此举可以使结构扭频提高47.5%；采用紊流制振风嘴钢箱梁断面及新型悬索桥结构体系的悬索桥，在保证颤振临界风速80 m·s^-1的情况下主跨跨径可达4 000 m；通过增加抗风缆等结构措施，可以使悬索桥跨径进一步提高至6 000 m，这些优化措施为未来建造更大跨度的跨海桥梁工程提供了可能性。

为研究火灾下具有板式橡胶支座支承条件的连续体系多室钢箱结构桥梁的高温响应，设计并制作了两榀两跨连续双室钢箱结构模型试验梁，对其开展了跨中区域与负弯矩区域的耐火试验。采用横向偏位加载实现弯扭耦合作用效应，制作了板式橡胶支座以研究火灾过程中支座性能的退化。通过试验获取了双室钢箱梁的截面温度分布特征、高温变形规律、钢梁屈曲模式以及裂缝开展过程，探析了火灾后钢材与橡胶支座的性能；然后建立了数值分析模型进行验证，结合模型计算剖析了其内力重分布规律与破坏过程，分析了负弯矩区功能失效路径，并开展了参数对比分析，揭示了连续钢箱梁抗火性能演变机理。研究结果表明：火灾下双室钢箱梁中腹板与边腹板的最大温差超过160 ℃，截面温度梯度分布受火灾强度的影响较大；单跨受火时受火跨持续下挠，而非受火跨先上拱后下挠，中支点受火时仅在末期出现位移激增，弯扭-高温耦合作用下双室钢箱梁出现随受火时间明显增长的横向扭转变形，破坏时截面两侧的挠度差值达到94 mm；连续钢箱梁在受火前期会发生剧烈的内力重分布，负弯矩区急剧扩大，中支座反力骤增至常温时的2倍以上；单跨受火时钢箱梁破坏状态表现出随着中支点附近的塑性扩展最终发展至受火跨的垮塌，而中支点受火时钢箱梁破坏状态则呈现出支点处钢梁的突然压溃，同一升温条件下中支点受火的钢箱梁破坏要远早于单跨受火，耐火极限缩短约40%；试验梁经历最高温933 ℃和825 ℃后，底板取样钢材的剩余强度分别约为67%和78%，钢梁的强度损失取决于其所经历的最高温度；橡胶支座具有良好的高温隔热性能，但外层橡胶在火灾下达到燃点后会导致橡胶燃烧碳化，进而使支座丧失承压能力，造成塌陷和支承功能失效，应对橡胶支座外部予以防火保护。该研究可为钢桥的抗火性能理论分析与结构性能提升方法提供指导依据。

为研究深切峡谷地形条件下的桥面局部风场，对桥梁跨中和过桥塔区局部区域风环境开展了现场实测。对局部风场特征进行了讨论分析，其中包括平均风速特征、紊流度、脉动风速功率谱和极值风速分布等。探讨了跨中和桥塔区位置风剖面分布，同时给出了跨中和桥塔区的平均风速拟合关系，量化了过桥塔区顺桥向风速分布的桥塔遮挡效应和地形加速效应，总结提出了一种典型的过桥塔区顺桥向风速曲线模型。此外，桥塔区域风速紊流度显著大于跨中位置，表明桥塔和特殊地形对局部风场存在较大影响。桥塔区脉动风速实测谱高频段能量明显上升，与惯性子区谱-5/3斜率衰减效应变化特征不符。相较于规范风谱，推荐了3阶双对数多项式，可更加准确地表征脉动风湍流能量在频域上的分布特征。对瞬态阵风极值风速的分析结果表明，相较于平均风速，极值风速用于评估行车安全更为合理。

圆柱类结构在土木工程领域应用十分广泛，其风荷载和风致振动一直是研究和设计十分关注的问题。根据圆柱结构风致振动的机理，提出了O型套环这种被动式的三维气动措施，并对其减阻抑振效果进行了全面研究。通过风洞内的天平测力和干索驰振试验，研究了O型套环的几何参数(间距、宽度和厚度)对气动力和干索驰振的影响规律，并对减阻抑振机理进行了分析。研究结果表明：同标准圆柱类似，套环圆柱的平均阻力系数和雷诺数密切相关；当雷诺数小于3.0×10⁵时，套环圆柱的平均阻力系数小于标准圆柱的结果，最大减阻率为29.5%；当雷诺数大于3.0×10⁵时，套环圆柱的平均阻力系数大于标准圆柱的结果，最大增阻率为36.4%；标准圆柱和套环圆柱均会在高风速区间发生干索驰振，套环间距越小、宽度越大、厚度越小，对干索驰振的抑制效果越好；在亚临界区，套环圆柱可以减小阻力，原因是圆柱安装套环后，尾流宽度变窄，旋涡形成区变长，流场呈现三维特征；在临界区，套环圆柱会增大阻力，一定程度上可将套环视为对流场的扰动，加剧层流向湍流的转捩；套环圆柱对干索驰振的抑制和加剧与套环圆柱在临界区增阻的机理相似。

针对钢-UHPC组合桥面板中UHPC的收缩效应，进行了3个不同钢-UHPC面积比的组合桥面板节段足尺试件和UHPC自由收缩试件的养护全过程应变及温度测试，分析了收缩应变发展规律及蒸养温度的影响。基于所得UHPC自由应变、组合桥面板UHPC约束应变和时变止效应方法，求解了养护过程的UHPC弹性模量和组合桥面板收缩应力。结果表明：①UHPC总自由收缩约为756×10^-6,蒸养的UHPC内部温度愈高，收缩完成愈快；以自收缩时间零点算起，-1 h开启蒸养，龄期5 h的UHPC内部温度达90 ℃以上，持续蒸养48 h，则龄期5、25、35 h时分别完成总收缩的52%、82%、91%以上，龄期12 d时收缩全部完成;②UHPC弹性模量、组合桥面板收缩应力与收缩应变的发展规律基本一致;③整个养护过程，钢-UHPC组合桥面板的UHPC收缩应力远小于其当时的轴心抗拉强度，不会产生收缩裂缝，与观测现象相一致;④钢-UHPC组合桥面板的UHPC上缘约束收缩拉应力值为2 MPa左右，与静载试验所得钢-UHPC组合桥面板负弯矩的开裂应力较轴心抗拉强度减少值基本一致;⑤基于UHPC自由收缩应变、组合截面约束收缩应变计算UHPC弹性模量及组合截面收缩应力的时变止效应方法可行。

钢-超高性能混凝土(Ultra-high Performance Concrete, UHPC)组合桥面板中焊接栓钉在实现UHPC层协助正交异性钢桥面板受力进而缓解疲劳开裂方面发挥着重要作用。为探究组合桥面板中栓钉的疲劳性能，开展了钢-UHPC组合桥面板足尺节段梁式疲劳试验，揭示了栓钉的疲劳破坏模态。基于梁式疲劳试验结果，分别采用线性回归法及考虑溜号样本影响的极大似然法建立了栓钉抗剪S-N曲线，并与UHPC层中栓钉推出疲劳试验的S-N曲线进行了对比。探讨了现有设计规范中栓钉抗剪S-N曲线与所建立的S-N曲线的差异。针对混凝土材料性能对栓钉疲劳性能的影响，提出了可量化该影响因素的栓钉抗剪统一的S-N曲线。研究结果表明：疲劳破坏发生在栓钉-钢顶板焊接热影响区附近；破坏模态可分为单一型模态及复合型模态，破坏模态不受混凝土材料性能、试验方法(梁式试验或推出试验)及栓钉几何尺寸的影响。基于极大似然法具有95%存活率的S-N曲线略高于线性回归法，且2种方法200万次疲劳寿命对应的抗剪疲劳强度分别为162、158 MPa，远高于推出疲劳试验值103 MPa。现有设计规范在应用于钢-UHPC组合桥面板栓钉的设计时过于保守。根据栓钉抗剪统一的S-N曲线得到的200万次疲劳寿命对应的抗剪疲劳强度与试验值的偏差在10%以内，证明了该曲线具有较好的预测精度。此外，基于组合作用及栓钉抗疲劳2个控制条件，提出了钢-混组合桥面板中栓钉的设计布置方法；该方法可考虑U肋几何尺寸、横隔板间距及混凝土力学性能的影响，并给出了计算实例。

承插式预制拼装桥墩是将预制混凝土墩柱插入承台预留的凹槽内，在间隙中填充混凝土或灌浆料连接形成的装配式结构，承台预留槽内设置波纹钢管以增强对桥墩根部的横向约束。开展承插式拼装桥墩和现浇桥墩2组试件的拟静力荷载试验，研究了承插式拼装桥墩的抗震性能以及波纹钢管的横向约束效应，并通过相关影响参数的模拟分析，探讨了承插深度、灌浆料强度和连接界面处理方式对承插式桥墩抗震性能的影响规律，为其抗震设计提供依据。研究结果表明：波纹钢管约束承插式桥墩柱脚形成的塑性铰区域及破坏形态与现浇桥墩基本一致，承载能力没有明显差异，但破坏时极限位移提高约20%，结构延性和耗能能力有所提高，波纹钢管约束承插式拼装桥墩具有良好的整体性和抗震性能;随着承插深度的增加，承插式桥墩的抗震性能随之提高，当承插深度超过0.6D(D为墩身直径)时，其抗震性能提升趋于缓和；当灌浆料强度达到桥墩主体混凝土强度后，继续增加强度对桥墩抗震性能影响不大；相对光滑界面连接，波纹键齿和梯形键齿连接的承插式桥墩承载能力分别提高约30%和26%，累积耗能分别提高20%和15%，波纹键齿连接的效果最优。