预应力混凝土桥作为我国主要桥型,其主梁有效预应力大小及剩余承载力变化直接关系到桥梁结构在使用期间的安全性及可靠性。预应力混凝土主梁在服役期间除了承受永久作用外,还要长期承受反复可变作用,例如汽车荷载、流水压力等。随着可变作用重复次数的增加,材料内部将产生累积疲劳损伤及预应力损失,进而出现梁体开裂及过度下挠等病害,最终导致结构剩余承载力下降,甚至引发坍塌事故。本文以目前公路上常见的30m预应力混凝土T梁为研究对象,按照相似理论设计并制作4根相同配筋形式的预应力混凝土模型梁,通过静力及疲劳加载试验,研究预应力混凝土模型梁随反复荷载作用次数增加的有效预应力损失及剩余承载力变化,揭示预应力混凝土梁在疲劳荷载作用下的开裂机理。本文的主要研究内容及结论如下:(1)通过预应力混凝土模型梁静力加载试验发现,其组成材料在加载过程中力学性能基本一致,体现出较好的整体性能,梁体破坏时呈现明显延性破坏特征,表明模型梁相似设计方法基本可靠。(2)通过预应力混凝土模型梁静力加载数值计算及试验结果对比,两者对应极限荷载及裂缝发展基本吻合,表明静力加载试验结果合理,可以用来确定疲劳荷载限值。(3)根据预应力混凝土模型梁的疲劳加载试验发现,跨中挠度、普通钢筋、预应力筋及混凝土应变基本无变化,疲劳作用对未裂梁体损伤程度较小。(4)根据预应力混凝土模型梁疲劳加载试验发现,预应力筋的有效预应力损失在整个加载过程中大体分为三个阶段,在加载前期及后期预应力损失相对较大,在加载中期预应力损失基本稳定。通过疲劳后静力加载破坏试验发现,预应力混凝土梁剩余承载力基本无变化反而有一定程度提高,相比于现行规范仍具有一定安全储备。(5)根据CEB-FIP 1990模式规范及Balaguru建议混凝土疲劳应变计算公式,将疲劳荷载作用下模型梁预应力损失的计算与试验结果进行对比发现,理论计算值相对较小。在预应力混凝土梁正截面抗裂性验算中,预应力损失应采用试验值,在无充分试验数据基础上,建议采用CEB-FIP 1990模式规范给出的公式,但应进行适当修正。(6)预应力混凝土梁疲劳荷载作用下正截面抗裂性验算应同时考虑混凝土弯曲抗拉疲劳强度和预应力累积损失,通过理论计算及试验结果对比,给出正截面抗裂验算公式基本可靠,可用于疲劳荷载作用下预应力混凝土梁抗裂性设计。