从桥梁延性抗震设计的角度来看，由于上部结构的强度和刚度都比较大，在历次地震中都很少遭受直接破坏。对于下部结构，由于基础通常埋置在地下，一旦出现破坏，很难及时发现，修复难度和代价都比较大，因此通常选择桥墩作为延性构件，通过桥墩的塑性变形（形成塑性铰）来抵抗地震作用。塑性铰不同于传统的结构力学中“理想铰”的概念，当构件的某一截面进入塑性变形且能发生塑性转动时，即认为该截面出现了塑性铰。桥墩塑性铰区具有如下特点：
（1）塑性铰能够承受一定的弯矩，当塑性铰区域某一截面的纵筋屈服时，并不能立即使该截面产生破坏，构件仍能继续承载；当荷载继续增加时，塑性铰区的截面能够发生转动，而弯矩几乎保持不变，其他截面的弯矩逐渐增大，直到结构形成几何可变体系。
（2）当地震荷载较大而使得桥墩进入塑性后，在最大弯矩区就会形成塑性铰，该区域截面曲率也会急剧增加。
（3）在已有的钢筋混凝土桥墩地震灾害记录中，桥墩主要发生屈曲、开裂、混凝土剥落、压溃、剪断、钢筋裸露等震害，其破坏位置大多位于桥墩的塑性铰区域。通过对桥梁结构大量的非线性地震反应分析，发现桥墩塑性铰主要发生在墩顶和墩底处。
（4）研究成果表明，塑性铰长度与桥墩的尺寸、内力、配筋以及强度等因素有关，特别是截面有效高度及悬臂长度对等效塑性铰长度影响显著。
（5）规范规定的塑性铰长度计算公式基本参照美国和欧洲规范，且塑性铰长度计算结果偏小。基于现有研究表明，随着塑性铰长度的增大，墩顶屈服位移不变，塑性位移增大，墩顶总位移增大，说明我国采用的较小的塑性铰长度，对抗震设计是偏于安全考虑的。
（6）塑性铰区设计的核心问题在于箍筋的配置，合理的箍筋配置才能保证桥墩在地震作用下形成塑性铰，特别是对于截面尺寸大、纵筋配筋率低的铁路桥墩，箍筋的配置对于塑性铰的形成至关重要。(www.xing528.com)
（7）根据桥墩的延性设计要求，桥墩在地震作用下将经历较大的反复非弹性变形循环，钢筋混凝土桥墩发生弯曲屈服形成塑性铰后，塑性铰区内裂缝将大量开展，截面发生严重的破坏，从而使截面的抗剪承载力大大降低，当低于桥墩的抗弯承载力时，就会发生塑性铰区内的剪切破坏。这种破坏比较严重，是不可接受的，应当极力避免。
在混凝土桥墩塑性铰区，由于剪力产生的拉力增加了受拉区钢筋的应力，进而加速了抗弯能力的降低。反之，由于弯矩的持续增大，弯曲裂缝的开展降低了截面的抗剪能力。图3.1-1说明了弯剪相互影响的过程。
图3.1-1 矩形截面弯剪耦合作用
国内外近几十年来的破坏性地震震害表明，现代混凝土桥梁中的钢筋混凝土桥墩具有极高的地震易损性。因钢筋混凝土桥墩剪切破坏导致桥梁结构严重破坏甚至倒塌，已成为现代桥梁震害的最主要特征。钢筋混凝土桥墩在地震中发生脆性剪切破坏，将严重削弱桥梁结构的整体抗震能力，是导致结构严重破坏甚至倒塌的主因。因此，在桥梁抗震设计中，应尽量避免钢筋混凝土桥墩发生脆性的剪切破坏。然而，国内对桥墩塑性铰区抗剪的研究工作还较为薄弱。2008年汶川地震之后，针对地震中出现的各种桥梁震害，开展了铁路桥梁抗震设计规范的修订工作，但规范中对钢筋混凝土桥墩延性设计、抗剪验算等问题仍存在缺陷和不完善的地方，而我国公路和城市桥梁抗震设计则直接引用了国外规范的相关公式，其适用性难以评价。美国三大规范（ATC、Caltrans和AASHTO）均采用了基于残余抗剪强度概念的理论模型，但关于塑性铰区抗剪能力的计算公式则各不相同。欧洲Eurocode 8规范同样采用了残余抗剪强度概念，主要考虑了混凝土、纵筋及箍筋的材料性能对残余剪切强度的影响，并对不同截面形式（矩形、圆形）提出了不同的抗剪强度计算方法。现行抗震设计规范一般是针对规则桥梁的低墩，桥墩在设计和抗震验算时，将其简化等效为单自由度体系或者单一振型为主的多自由度体系，基于截面的弯矩-曲率分析和静力推倒分析方法确定桥墩位移延性能力，再根据抗弯能力或规范公式计算得到截面的抗剪能力，没有考虑高阶振型对桥墩位移延性能力、抗剪能力等的影响，也没有考虑P-Δ效应等对抗剪能力的影响。
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