本项研究从冻土场地效应、冻土对桥梁地震响应的影响、冻土与桥梁结构相互作用3个方面总结了冻土区桥梁抗震的多年研究现状,旨在推动多年冻土区桥梁抗震理论的发展.结果表明:冻土场地地震效应显著,目前多年冻土区桥梁抗震设计中未充分考虑冻土场地效应的影响,且缺乏相应的抗震规范依据.大量数值分析结果显示,季节与多年冻土层均对桥梁地震响应产生显著影响,而目前多年冻土区桥梁结构-冻土体系的耗能机制及破坏特征的研究不充分,仍需大量震害调查和试验研究.对于多年冻土区桥梁工程广泛采用的桩基础形式,冻土层的存在使得地震作用下桩-冻土相互作用机理复杂化,桩-冻土相互作用理论计算模型有待完善.桥梁抗震分析中未充分考虑冻土水热效应的影响(冻土随温度和含水量等水热特性变化引起的力学性能的改变).上述问题都是今后多年冻土区桥梁抗震研究需重点关注的方向.
冻土层的存在,对桥梁结构抗震安全性的影响是一个值得重视的问题。本文利用黏-弹性边界模拟波向无穷远辐射的结构-地基土一体化计算方法,对季节性冻土区和多年冻土区桥梁结构在不同地震波作用下的反应进行计算,分析冻土层的变化对桥梁结构地震反应的影响,总结在地震荷载作用下,不同场地、不同的冻土厚度、不同高度的桥墩和不同基础条件下桥墩应力分布的一般规律。分析结果表明:在II类场地上,冻土层对桥墩地震反应的影响十分显著,不同类型冻土场地上桥墩的最大反应差值可达1倍以上;墩高在10～22 m时,冻土层对桥墩地震反应的影响最为显著;不同类型的桥墩基础,对冬夏两季桥墩的地震反应的影响不大;在一般情况下,桥墩的地震反应与冻土性质、桥墩的动力特性以及地震波的性质均密切相关,按融土状态进行设计往往是不安全的,需要考虑桥墩与冻土层相互作用的影响。