预应力混凝土不仅能提高结构强度,提升抗裂性能,还能降低结构自重,减小挠度,经济实用性更高。预应力钢绞线锚固体系是预应力混凝土桥梁中最简便高效的锚固方式之一,目前,国内外预应力桥梁中广泛应用1860MPa级预应力锚固体系。近几年,钢绞线强度级别提高,已出现2000MPa、2200MPa和2400MPa级超高强钢绞线,既有的1860MPa级锚固区设计有可能无法满足结构强度要求。可靠的锚固区设计是保证预应力混凝土结构安全的关键,锚垫板的数值计算模型有待于进一步优化,锚固区应力应变的实测手段有待于提高。本文结合前人对预应力锚固区的研究方法和成果,针对2200MPa预应力锚固区开展了以下研究:（1）基于拉压杆模型理论设计了2200MPa级预应力锚固区部件。预应力锚固区分为剥落应力区、承压应力区和胀（拉）裂应力区,可建立合理的拉压杆模型,并参照对锚固区承载力验算公式进行部件设计。基于锚垫板外形尺寸和间接钢筋配筋率的影响规律,建立了符合2200MPa级预应力锚固区的拉压杆模型,通过承载力迭代验算,设计了满足2200MPa级锚固区承载力要求的三承压台阶锚垫板和螺旋筋。（2）建立了考虑灌浆孔影响的预应力锚固区精细化数值分析方法。有限元分析结果表明,锚垫板中灌浆孔结构的存在会增大约2.35%锚下混凝土表面拉应力,锚垫板中应力集中区主要分布在锚垫板垫板与喇叭管交汇处、结构加劲肋根部和二层台阶结构凸起处。螺旋筋在1.2倍极限荷载下仍处于弹性变形阶段。螺旋筋中最大拉应力分布在等效圆环第二层处,实际位置约为第一、二圈过渡段。螺旋筋布置位置距离锚垫板垫板距离越近,螺旋筋对锚下混凝土的约束效果越好,混凝土结构越安全。采取三台阶的2200MPa级锚垫板锚固区相比采取两台阶的1860级锚固区锚下混凝土侧表面最大拉应力反而减少约2.95%～3.67%,获得较佳的优化效果。（3）耦合多测点光纤光栅实现了锚固区螺旋筋实际应变的测量,完成了2200MPa级预应力锚固区荷载传递试验。基于有限元中关于螺旋筋最大拉应变的分析确定了光纤光栅测点位置并制作了螺旋筋试件,成功利用光纤光栅传感器实测出2200MPa级锚固区内螺旋筋中的拉应变,有限元结果在试件开裂前与实测值较为吻合,试件开裂后,有限元模拟值较实测值偏小约7.0%～18.4%。在混凝土结构开裂前,混凝土表面拉应变实测值与有限元模拟值较为吻合,试件开裂后,有限元模拟值较实测值明显偏小。混凝土侧表面产生的裂缝形式均为竖向劈裂裂缝,最大裂缝宽度为0.15mm,最终破坏载荷均满足规范要求,说明2200MPa级M15T-9D（C）型锚垫板锚固区满足设计要求。通过以上工作,本文在原有1860MPa级锚固区的基础上对其进行结构优化设计,提高了锚固区承载能力,使之能够适用于2200MPa级钢绞线预应力锚固体系,借助光纤光栅应变传感器完成螺旋筋内部应变的实测,为锚固区精细化优化设计提供了验证手段,进一步推进了高强锚固体系的工程应用。