预制拼装桥墩作为桥梁快速施工技术的一部分,可以加快施工速度,提高工程质量,降低对周边环境的影响。在高烈度地震区域,由于预制拼装桥墩在接缝面处受力性能与现浇桥墩存在差异,常引起人们对其抗震性能的担忧。灌浆套筒是一种常用的预制拼装桥墩节段连接方法,它可以保证节段间耗能钢筋的“一对一”连接。然而,现有研究表明,使用灌浆套筒连接的预制拼装桥墩在强度和位移延性等指标上逊于相应的现浇桥墩。为增强预制拼装桥墩的抗震性能,本文提出一种基于灌浆套筒与芯榫共同连接的拼装桥墩连接构造。从试验分析、数值模拟和理论计算三个方面,开展预制拼装桥墩抗震性能研究,主要研究内容包括:(1)调研现有预制拼装桥墩连接构造及方法,对国内外基于灌浆套筒连接的预制拼装桥墩抗震性能试验及计算方法进行总结,提出一种基于灌浆套筒与芯榫共同连接的预制拼装桥墩连接构造。(2)开展预制拼装桥墩拟静力试验。试验试件包括现浇桥墩、仅采用灌浆套筒连接的拼装桥墩、采用灌浆套筒与芯榫共同连接的拼装桥墩。从试验现象、破坏模式、滞回性能参数等方面进行对比分析,比较不同连接方式对桥墩抗震性能的影响。(3)基于OpenSees计算平台,采用纤维单元建立数值仿真模型。根据预制拼装桥墩的构造特点,提出了一种考虑灌浆套筒、无粘结段、灌浆芯榫等细部构造的建模方法。依据试验结果,对提出的建模方法进行验证。(4)根据灌浆套筒与芯榫在接缝面处的转动特征,建立预制拼装桥墩塑性铰转动分析模型,推导截面弯矩-曲率关系,考虑塑性铰分布、转移、内力重分布等现象,提出预制拼装单柱墩、双柱墩荷载-位移曲线的解析计算方法,结合试验结果验证计算方法的准确性。(5)依据试验结果定量划分预制拼装桥墩的性能水准,采用能力谱法分析对预制拼装桥墩位移性能进行评估;探讨预制拼装桥墩基于性能的抗震设计方法,给出设计示例。