为研究应用于预应力混凝土结构的钢绞线在超低温环境下的力学性能,设计制作了21根钢丝试件,利用超低温环境箱降温,并对试件进行拉伸试验,得到超低温下钢丝的应力-应变曲线。根据试验结果进行回归分析,得到了超低温环境下钢丝力学性能的经验公式。以超低温下单丝的材料性能为基础,建立了预测钢绞线力学性能的理论模型以及数值模型。根据试验和分析结果,提出了预测钢绞线在超低温环境下的力学性能如弹性模量、屈服强度和极限强度的回归公式,为钢绞线在超低温环境下的工程应用提供了有效的计算方法。为研究有粘结以及无粘结预应力混凝土梁在超低温环境下的结构性能,建立了超低温下预应力混凝土梁的有限元模型。经与试验对比验证,有限元分析结果与试验结果吻合,说明模型可以为超低温环境下有粘结以及无粘结预应力混凝土梁的结构性能提供预测。本文利用所提出的有限元模型,对超低温环境下预应力混凝土梁的结构性能进行参数研究,如温度、非预应力筋配筋率、预应力配筋率、有效预应力、混凝土强度、梁的净跨与截面有效高度的比以及预应力筋有无粘结等。根据试验数据以及有限元数值模拟结果,提出有粘结以及无粘结预应力混凝土梁的开裂荷载和极限荷载的理论计算方法。并根据混凝土冻融循环的试验数据,提出冻融循环后混凝土的本构方程以及混凝土的力学性能。以此为材料参数,对超低温冻融循环下预应力混凝土梁的结构性能进行分析研究,为工程实践提供一定的参考。