桥墩是桥梁的重要受力组成部分,国内外多次震害调查表明,桥墩破坏是主要的破坏形式之一,桥墩的破坏会导致桥梁上部结构的变形甚至倒塌,造成严重的人员伤亡和经济损失。开展混凝土桥墩抗震问题的研究,对保障桥梁抗震安全和人民生命财产安全,有重要意义。本文以混凝土桥墩为研究对象,创新性的提出了一种梯级配置GFRP筋的新型混凝土桥墩,这种桥墩的配筋适应桥墩在水平力作用下的弯矩分布,配筋由墩底至墩顶逐级减少,破坏时会在配筋变化的截面发生较大转角和变形,拥有更大的变形能力。由于目前没有梯级GFRP筋混凝土桥墩的相关研究,因此本文基于试验结果的分析,结合pushover试验和数值模拟手段,对采用梯级配GFRP筋的混凝土桥墩抗震性能进行了研究,具体包括GFRP筋配筋高度及用量、桥墩pushover推覆试验、桥墩延性变形能力、桥墩pushover数值分析模型、参数化分析等,主要工作如下:1.以GFRP筋及混凝土等材性试验为基础,建立了桥墩pushover试验Open Sees纤维单元模型,从数值上论证并设计了GFRP筋混凝土桥墩的理论梯级配筋方案。2.为验证梯级配筋方案的可行性和研究不同截面变化高度对桥墩抗震性能的影响,制作了1个钢筋混凝土桥墩及4个梯级GFRP筋混凝土桥墩试件,每个梯级GFRP筋混凝土试件都有两次截面变化,以试件G650-1400为例,表示两次变截面距离墩底的高度为650mm和1400mm。3.为评价试件性能,在低轴力条件下对5个试件进行了pushover推覆加载试验,并对墩身裂缝开展、墩身位移、纵筋应变等数据进行记录,重点观察记录变截面处裂缝开展情况及纵筋应变数据,从桥墩强度特性、延性能力等方面对试验结果进行了评估,并分析了GFRP筋不同加固高度对桥墩抗震性能的影响。4.结合各墩柱剪力—位移曲线、裂缝宽度沿墩高分布曲线、曲率和转角沿墩高分布曲线,反映了梯级GFRP混凝土桥墩的承载力、刚度和变形能力。5.基于Open Sees有限元平台及5个桥墩试件的实验结果建立了桥墩试件的pushover数值分析模型,模拟了梯级GFRP筋混凝土桥墩的受力性能。并通过承载力、刚度、长细比、轴压比等参数和对钢筋混凝土桥墩、无梯度GFRP筋混凝土桥墩和梯级GFRP筋混凝土桥墩的性能进行了对比。