在交通基础设施网络中,桥梁结构是城市基础设施的关键组成部分,并且作为生命线工程,桥梁的抗震性能和震后可恢复性能十分重要。节段拼装自复位桥墩将节段预制拼装技术与摇摆自复位桥墩相结合,形成一种低损伤、低残余位移、自复位、高施工质量、低施工周期且对环境友好的桥墩形式。本文提出一种兼顾耗能与自复位且震后功能可恢复的桥墩—节段拼装自复位钢管混凝土（PSCFST）桥墩,对其开展了抗震性能的拟静力试验和有限元分析,对PSCFST桥墩的震后可恢复性进行了试验研究,完成了应用PSCFST桥墩的单跨桥梁水下振动台试验研究。主要研究工作和创新成果如下:（1）开展了新型PSCFST桥墩抗震性能的拟静力试验研究。提出了设置内外部耗能钢筋、不同拼装形式以及不同钢绞线布置位置的PSCFST桥墩,开展4个PSCFST桥墩试件和1个现浇钢筋混凝土（RC）桥墩对比试件的拟静力试验,比较了二者的抗震性能。结果表明,PSCFST桥墩试件试验后无明显损伤;在后张预应力钢绞线和重力作用下,PSCFST桥墩具有良好的自复位能力,PSCFST桥墩试件残余位移平均值仅为RC对比试件的1/19.1;所提出的混合拼装桥墩与竖向拼装桥墩表现出一致的抗震性能和自复位性能;预应力钢绞线四周布置试件的残余位移和累积耗能均小于预应力钢绞线布置于桥墩中心的PSCFST桥墩试件,其承载力是其他3个PSCFST桥墩试件承载力均值的1.49倍。（2）提出了适用于PSCFST桥墩的塑性铰分析和滞回分析模型。考虑PSCFST桥墩名义塑性铰出现的位置和数量,给出了PSCFST桥墩水平往复荷载作用下单、双塑性铰分析过程,并通过拟静力试验对滞回模型进行了验证。结果表明,滞回模型与试验结果吻合良好;基于双塑性铰模型的滞回模型更为准确,说明双塑性铰模型更适合模拟PSCFST桥墩的力学行为。（3）建立了设置内部耗能钢筋的PSCFST桥墩有限元分析模型。基于ABAQUS有限元软件,对设置内部耗能钢筋的PSCFST桥墩进行推覆分析,得到了可以准确模拟节段间开合、刚度、承载力与耗能特性的有限元模型;分析了主要参数对PSCFST桥墩抗震性能和可恢复性能的影响。结果表明,竖向轴压比对PSCFST桥墩承载力的影响较大;提高竖向轴压比和初始预应力水平对PSCFST桥墩耗能不利,但有利于桥墩的自复位能力;钢管壁厚过大对耗能和自复位能力均不利。（4）提出了PSCFST桥墩震后损伤的修复方法。对震后损伤的PSCFST桥墩试件进行修复,通过拟静力试验研究修复后桥墩试件的抗震性能与可恢复性能,并与震后损伤修复的RC桥墩试件的性能进行比较。结果表明,修复后的PSCFST桥墩试件强度为原试件的99.99%,初始刚度为原试件的125.81%,且修复试件拟静力试验后未出现可见损伤,残余位移角小于1%的限值;采用混合约束方法修复的RC桥墩试件,其强度为原试件的113.3%,初始刚度小于原试件;与震损RC桥墩的修复相比,PSCFST桥墩修复所需的时间更短、步骤简单且修复效果更好。（5）开展了应用PSCFST桥墩的单跨桥梁模型水下振动台试验研究。分析了应用PSCFST桥墩的单跨桥梁结构的地震响应,以验证PSCFST桥墩应用于单跨桥梁的可行性;完成了四种水深情况下应用PSCFST桥墩的单跨桥梁1/4缩尺模型的水下振动台试验,以得到动力摇摆特性以及水—结构相互作用对应用PSCFST桥墩桥梁抗震性能和可恢复性能的影响。结果表明,应用PSCFST桥墩的桥梁具有良好的抗震性能,震后无明显损伤,残余位移几乎为0;不同水深情况下桥梁模型位移和加速度响应均表明水的存在可以降低桥梁模型的加速度响应,但对桥梁模型的位移响应影响不大。（6）提出了应用PSCFST桥墩的桥梁抗震设计流程。结合我国现行桥梁抗震规范,并引入日本桥梁抗震规范残余位移角的限值,建议了适用于应用PSCFST桥墩桥梁的两水准设防目标及两阶段设计思路,给出了其两阶段设计流程和方法。