采用高强钢筋替代普通钢筋,可以减少预制拼装桥墩的钢筋用量,从而加快拼装速度,并提高桥墩抗震性能,对于推动桥墩的预制拼装技术发展具有重要意义。论文对此开展了系列拟静力加载和低周疲劳试验研究,主要研究内容及成果如下:(1)开展了配置高强钢筋的预制拼装桥墩的抗震性能研究。首先,进行了一组对比试件的拟静力试验,表明在预制桥墩中采用高强钢筋等面积代换普通钢筋时,可明显提升预制桥墩的抗震性能,如可增大屈服位移、峰值推力、极限位移,可减小残余位移、刚度退化速度及地震损伤;其次,分析了预制拼装桥墩的位移组成机理,给出了解析计算公式;最后,通过修正无粘结钢筋的本构关系,改进了预制桥墩的纤维有限元模型,可精确预测预制桥墩的Pushover和滞回行为。(2)开展了高强钢筋对预应力预制桥墩的抗震性能影响研究。试验研究表明,在预应力预制桥墩中采用高强钢筋等面积代换普通钢筋,可以提高无粘结预应力预制墩柱的水平推力、自恢复能力和屈服后刚度比,但也增加了墩柱损伤和卸载刚度退化速度。在仿真分析方面,提出了一种能够考虑接缝影响的纤维有限元模型,经验证与试验结果吻合较好;分析表明,预制墩柱的轴压比越高,墩柱的侧向推力越大,耗能越多,但峰值后的延性和强度明显降低。(3)开展了采用高强钢筋的桥墩低周疲劳试验研究。试件包括预制和现浇两组,当加载位移幅不超过屈服位移时,墩柱疲劳强度退化不明显;超过屈服位移后,疲劳位移幅越大,首圈加载时的损伤越大,疲劳寿命越小。提出以墩柱首圈侧向推力为系数、循环加载次数为底数的指数型强度退化模型,建立了一种疲劳损伤评估模型,可用于评估墩柱的累积损伤状况;建立并修正OpenSees有限元模型,可对低周疲劳试验进行数值仿真分析。(4)提出了一种混凝土桥墩抗震自恢复性能的评价方法。定义了4个自恢复特征参数,按照其物理意义,阐述了对抗震自恢复的期望值。结合试验观察,表明采用高强钢筋的预制桥墩的抗震自恢复性能,优于采用普通钢筋的预制桥墩。(5)提出了一种预制桥墩连接构造设计的多因素综合评价方法。首先给出各主要评价因素的定义、描述及评分,结合应用情形的权重构成,形成了综合评价的定量计算方法。结合威海西曲阜大桥预制桥墩实际工程,以4种较为典型的连接方式为例,示例了应用方法,给出了设计推荐的次序。(6)给出了预制桥墩拼装连接的抗震设计策略和基于位移的抗震设计方法。结合威海西曲阜大桥的预制拼装桥墩抗震设计,应用了所提出的抗震设计方法。