随着世界各地防震减灾工程的不断开展,地震易损性分析研究也得到了迅速发展,各国学者采用多种易损性分析方法来研究桥梁结构的抗震性能。其中,基于数值模拟的理论分析法,可以通过建立有限元数值模型、选取合适的地震波、定义损伤指标和损伤极限状态来进行易损性分析,已成为目前应用最为广泛和成熟的地震易损性分析方法。然而,以往的地震易损性分析大多是确定性分析,现在越来越多的学者开始考虑到结构参数不确定性对结构地震需求和抗震能力的影响。一旦要考虑参数的不确定性,采用增量动力分析法进行桥梁地震易损性分析需要进行大量的实模型计算,计算量非常庞大。本文将基于Kriging模型的改进响应面法应用于桥梁地震易损性分析,在保证计算精度的前提下,显著减小了实模型计算量,大大提高了易损性分析的计算效率。本文的研究工作具体如下:(1)简要介绍了本文的研究背景和研究意义;详细综述了地震易损性分析和响应面法在国内外的研究现状;提出了本文的主要研究和内容。(2)阐述了非线性动力时程分析法和增量动力分析法的基本原理,分析比较发现,增量动力分析法不需要假定结构地震需求与地震动强度之间服从指数关系,计算更为真实准确;阐述了地震波的选取、随机变量的选取、损伤指标和损伤极限状态的定义等易损性分析过程中的主要关键问题。(3)阐述了不同试验设计方法的原理,分析比较发现,数论法抽样抽取的样本点较其他试验设计方法更加均匀稳定;阐述了基于Kriging模型的改进响应面法的构建原理,并通过遗传算法对空间函数参数进行优化;通过可靠度数值算例验证了基于Kriging模型的响应面法在拟合非线性程度较高的响应面时的精度比传统响应面高。(4)利用Open SEES软件强大的非线性分析功能,建立了斜拉桥的弹塑性有限元模型;并采用桥梁通用有限元软件Midas/Civil建立同算例桥梁模型,对比验证了有限元模型的准确性。(5)阐述了基于Kriging改进响应面的IDA易损性分析流程;采用最小二乘法,对频数统计得到的主塔、桥墩、支座等构件在各损伤极限状态下的失效概率散点进行非线性曲线拟合,并通过均方根误差验证了易损性曲线拟合的精度满足要求。根据算例桥梁的易损性分析结果表明:基于Kriging改进响应面法的IDA分析,较传统的直接基于MC或LHS抽样的易损性分析方法,显著较少了实模型计算次数,大大提高了易损性分析的计算效率。