超高性能混凝土(UHPC)是一种高强度、高耐久性和高韧性的新材料,整体式桥台桥梁(整体桥)是一种使用性能好,维护成本低的可持续桥梁。本文创新性地提出将H型UHPC桩应用于整体桥的构思,以解决我国整体桥(普通)混凝土桩基水平刚度太大、钢桩造价高和耐久性差等问题,推动整体桥与UHPC应用发展。H型UHPC桩的设计首先应满足竖向受力要求,然后再考虑整体桥在往复温度变化作用下的抗弯问题。由于UHPC桩身水平刚度的减小,其竖向受压稳定承载力将降低。UHPC具有一定的抗拉强度,且其弹性模量与普通混凝土的弹性模量不同,使得UHPC桩柱与普通混凝土桩柱的受压性能有所不同,因此有必要对H型UHPC桩身在竖向荷载作用下的受力机理、破坏模式、受压稳定问题、以及受压极限承载力的计算方法进行研究。本文研究的主要内容与结论如下:(1)采用H型UHPC桩的整体桥试设计结果表明:采用H型UHPC截面替代原桥的矩形普通混凝土桩,可以满足设计要求。在恒载和活载作用下,试设计桥主梁弯矩内力比原桥有所降低,桥台梁端处的降幅最为明显,降幅分别为23.4%和18.2%。在均匀升、降温作用下,试设计桥主梁桥台处截面的弯矩相比于原桥分别降低30.9%和42.1%,主梁轴力分别降低34.6%和48.0%。(2)H型素UHPC柱模型试验结果表明:对于轴压试件,长细比为13.5的短柱属于材料受压破坏,长细比为25和35的中长柱属于受压与屈曲兼有的破坏。H型素UHPC柱的稳定承载力随着长细比的增大而降低。对于偏压试件,其破坏模式分为三种,分别为局部受压破坏、截面受压破坏和截面受拉破坏。(3)H型素UHPC柱有限元分析结果表明:ABAQUS有限元模型分析结果与试验结果吻合良好,可用于参数分析。在不同偏心率下,承载力与长细比的关系曲线并不是平行的,H型素UHPC柱的承载力随着长细比增加而降低,但不同偏心率下的规律并不一致,说明长细比与偏心率对承载力的影响具有耦合作用。(4)H型素UHPC柱承载力分析结果表明:已有素混凝土与素UHPC短柱偏压承载力计算公式通过引入偏心折减系数来计算短柱的偏压承载力,该折减系数随偏心率增加而线性降低,不适用于H型素UHPC短柱。而现行规范和修正算法同样不适用于计算H型素UHPC长柱偏压承载力。通过对有限元数据的回归,拟合出适用于H型素UHPC柱的承载力计算方法,该算法考虑了偏心率与长细比对长柱偏压承载力的耦合作用,计算结果偏安全。