预应力超高性能混凝土结构可充分发挥预应力钢筋和超高性能混凝土的优点,具有一定的发展潜力。与普通混凝土和高强混凝土相比,超高性能混凝土通过添加大比例的矿物掺和料实现了超高的强度、极高的致密性,导致其在火灾下易发生爆裂。爆裂将造成超高性能混凝土构件截面削减,内部温度场不规则分布,受力钢筋裸露。而高强预应力钢筋在火灾下易发生应力松弛与高温蠕变,力学性能退化显著,导致构件承载力降低,难以满足预定耐火等级要求。因此,对超高性能混凝土火灾下爆裂行为和预应力超高性能混凝土梁抗火性能开展试验研究具有重要意义。基于以上问题,本文开展了以下研究工作:（1）以养护制度、纤维种类、水胶比为关键参数,在ISO 834标准火灾下,对228个超高性能混凝土立方体试件开展了无外荷载作用爆裂试验。通过火灾炉内的耐高温摄像机获得了试件的受火爆裂全过程,分析了养护制度、纤维种类、水胶比对火灾爆裂的影响。结果表明:养护制度通过控制基体内含水率直接影响蒸汽压力大小,对爆裂控制具有关键影响;基于蒸汽压力理论提出的两阶段干热养护促进了水泥基体的水化反应与火山灰反应,消耗、蒸发了大量游离水,降低了基体内含水率,减小了蒸汽压力,抑制了超高性能混凝土火灾下的爆裂行为;掺入钢纤维与聚丙烯纤维可以延缓爆裂发生临界时间,提高爆裂临界温度;水胶比在0.18～0.22范围内波动对火灾爆裂影响有限。（2）基于无外荷载作用爆裂试验结果,对12个足尺寸超高性能混凝土简支梁开展了热-力耦合条件下的爆裂试验,分析了养护制度、荷载水平对火灾爆裂的影响,获得了梁截面温度分布、挠度-时间曲线、爆裂演化过程等试验数据。结果表明:两阶段干热养护可实现超高性能混凝土梁在高应力水平、高升温速率下的爆裂防控;标准养护制备的试验梁在火灾下发生了严重爆裂,平均截面面积损失超过15%,爆裂后截面内部温度显著增加,耐火极限降低20 min以上。（3）基于对爆裂的控制,对8个预应力超高性能混凝土简支梁开展了恒定荷载下的ISO 834标准火灾试验,研究了预应力钢筋保护层厚度、荷载水平、预应力度、预应力钢筋粘结类型对耐火极限的影响。结果表明:耐火极限受预应力钢筋保护层厚度、荷载水平、预应力钢筋粘结类型的影响显著;预应力钢筋保护层厚度越小、荷载水平越大,UHPC梁的耐火极限越低;有粘结梁比无粘结梁具有更好的抗火性能;常温下按照适筋梁设计的试验梁在火灾下易呈少筋破坏特征。（4）基于ABAQUS有限元仿真软件,采用顺序热-力耦合方法,建立了火灾下预应力超高性能混凝土简支梁精细化数值仿真模型。根据试验结果验证了仿真模型的准确性,并开展了扩参数分析。结果表明:保护层厚度、荷载水平、预应力筋粘结类型、截面尺寸对预应力超高性能混凝土梁的抗火性能影响较大;进一步地,按照欧洲规范Eurocode 2:BSEN 1992-1-2进行了截面设计,基于有限元分析结果,发现BSEN 1992-1-2可能高估了部分小截面尺寸预应力超高性能混凝土梁的耐火性能达3～15%。因此,基于BSEN 1992-1-2和有限元仿真分析结果,给出了预应力超高性能混凝土梁的抗火设计建议。