对于沿海地区的斜拉桥,氯离子的侵蚀会导致钢筋混凝土和拉索钢丝等材料发生严重的性能退化,对斜拉桥的结构安全造成巨大的威胁。此外,很多斜拉桥还位于地震高发区,数次大地震中先后出现过桥梁严重破坏的案例。目前国内外对于斜拉桥的抗震研究多基于完好结构,而考虑材料时变腐蚀的桥梁地震易损性研究多针对中小型梁式桥或斜拉桥的单一构件,材料腐蚀退化对斜拉桥整体抗震性能的影响研究仍处于起步阶段。随着沿海地区斜拉桥的不断规划建设,开展海蚀环境下斜拉桥的时变劣化抗震性能研究具有重要的理论和现实意义。本文以我国近海地区某单塔斜拉桥为例,考虑氯离子对拉索和钢筋混凝土的腐蚀作用,对斜拉桥主要构件及完整桥梁体系的时变地震易损性进行了系统讨论。本文开展的主要研究工作如下:(1)引入氯离子侵蚀作用下的结构材料劣化模型,考虑主塔、桥墩和拉索材料性能的时变劣化特性,基于OpenSees平台,建立了算例斜拉桥在不同服役时长下的三维有限元模型,并采用SAP2000软件对OpenSees模型的准确性进行了验证。对不同服役时长下斜拉桥的自振周期进行了对比分析,研究表明,钢筋混凝土和拉索的性能劣化会导致斜拉桥自振周期增大,但增大率较小。(2)以100条成组地震波为输入,通过对数回归分析对两种代表性的地震动强度指标(结构基本周期对应的谱加速度Sa(T)和峰值地震动加速度PGA)进行了评价,优选Sa(T1)作为斜拉桥易损性分析的地震动强度度量参数。基于斜拉桥四种损伤状态的划分量化了各个构件(主塔、桥墩、桩、支座以及拉索)的损伤指标,并通过弯矩-曲率分析对主塔和桥墩截面的时变抗震性能进行了研究。(3)基于增量动力分析法建立了斜拉桥在不同服役时长下的构件地震易损性曲线,研究发现,随着服役时长的增加,轻微损伤、中等损伤、严重损伤以及完全破坏四种损伤状态下构件(主塔、桥墩、桩、支座以及拉索)的损伤概率都出现了不同程度的增加,在任何损伤状态下考虑材料性能劣化的构件(主塔、桥墩、拉索)损伤概率的增加程度高于未考虑性能劣化的构件(桩、支座)。(4)基于结构可靠度理论和拉索失效模式的具体分析,提出采用不同损伤状态下的分级串联斜拉桥系统可靠度模型。(5)采用界限法对斜拉桥系统的时变地震易损性进行研究,结果表明,斜拉桥系统的损伤概率高于单一构件,且系统损伤概率随着服役时长的增加而提高;当某一构件的损伤概率远高于其他构件时,会导致斜拉桥系统的损伤概率与该构件十分接近;因此,在轻微损伤和中等损伤状态下,斜拉桥系统的损伤概率受支座损伤概率的影响较大,在严重损伤和完全破坏状态下,斜拉桥系统的损伤概率受桩基础损伤概率的影响较大。