公路交通运输网是国民经济的命脉,桥梁工程跨越天然的通行障碍,是交通基础设施互联互通的关键节点和枢纽工程。在地震中,桥梁一旦遭到破坏会直接影响交通系统的正常运行,阻碍抗震救灾物资和救援人员及时进入灾区,造成生命和财产更大的损失。桥梁工程震后的修复困难大,抗震设防尤为重要。公路桥梁抗震设计中,地震作用包括地震动的作用和地震土压力、水压力等。桥墩受到的地震动水压力,是抗震设计中考虑水压力的重点。然而,对地震动水压力的认识、研究还很不够。我国公路桥梁抗震设计细则直接借鉴了日本相关规范的规定。随着我国经济的发展,在高烈度区大型桥梁建设规模不断增加的同时,深水墩桥梁也越建越多。有的水库蓄水时,桥墩淹没水深可达到数十米,甚至超过百米。原来细则中主要针对15米以内水深地震动水压力的计算方法是不是仍然适用,是否需要修改,越来越受到工程界的关注,也吸引了大量的相关研究。为了给《公路桥梁抗震设计细则》(JTG/T B02-01-2008)修编提供参考,本文通过归纳现有的文献、开展数值分析,主要回答了两个重要的基本问题:在淹没水深达几十米、上百米时地震动水压力是如何增加的;地震动水压力在水下随深度是如何变化的。首先,根据收集到的包括不同水深地震动水压力计算结果的14篇参考文献,采用本文改进的影响系数,综合归纳不同输入地震动、墩型、墩径、墩高、水深等各种工况下地震反应的差别,与按现行规范公式计算的影响系数随水深变化的曲线进行比较,结果表明依照规范得到的地震动水压力相对变化趋势与参考文献算例结果的平均趋势大体一致,均表现出线性增加段及随增幅减缓的非线性变化,对80米水深以上范围的规定,仍有足够的冗余度。本文选取一个实际的深水墩桥梁,建立了单墩模型,以Morison方程计算的动水附加质量和动水附加阻尼来表达水-墩动力相互作用,采用“m”法估算表达土-桩-墩相互作用的弹簧参数,分别输入四个设防烈度各三条地震动时程,计算六个水深工况的单墩模型地震反应。用不同水深工况的墩底剪力和无水工况墩底剪力差的最大值代表相应的动水压力,结果表明地震动水压力随水深的增加而增大,水深超过30米后增幅随水深的增加逐渐减缓,随着设防烈度每提高一度,动水压力大约都有成倍的增大。用各深度的墩底弯矩与无水工况墩底弯矩差的最大值除以相应的动水压力代表值推算动水压力作用的高度,结果显示动水压力的作用高度与水深的比值在0.29~0.58之间,平均值约为0.437,在我国规范规定的水深1/2处与日本规范规定的3/7之间。相对而言,我国规范的地震动水压力作用高度的规定偏于安全。用水下单位高度墩体单元上、下两端的剪力差,进一步减去无水工况相应的剪力差,将此差值视为单元中心深度处桥墩迎水面上的动水压力,结果显示淹没水深超过10米,动水压力随水下深度变化逐渐明显,形态大体类似,在相对水下深度0.25处动水压力开始随深度迅速增加,随后增幅减缓,达到最大值,然后随水下深度的增加而逐渐减小,在相对水深0.75处趋于相对稳定的数值,与已有文献结果表现的形态类似。墩底处动水压力相对稳定值随着设防烈度的增加而成倍增大,即与输入的地震动强度呈线性关系。最后,本文的计算结果与现行公路桥梁抗震设计细则的地震动水压力公式新的改正建议相比较,都表现了随淹没水深增加,地震动水压力增大的相同规律。在水深15米以内,动水压力与水深基本呈线性增加的趋势,本文的结果与新改正的公式很接近。水深超过20米后,动水压力的增幅加大,深水处两者相差接近一倍。说明改正后的公式对计算地震动水压力有明显的改善,是否还偏小,以及本文模型中的动水附加质量和动水附加阻尼是否应该随深度变化,有待进一步深入研究。