允许带裂缝工作的部分预应力混凝土(Partially Prestressed Concrete, PPC)结构作为桥梁工程中最常用的一种结构形式,不仅受到静力荷载的作用,还要承受诸如移动车辆、风浪等疲劳荷载的作用。因此,疲劳性能是研究PPC结构耐久性的重要内容。国内外关于疲劳性能的试验研究大多数是针对裂缝、挠度、刚度和疲劳寿命展开的,而实际PPC结构的疲劳破坏往往起始于受拉钢筋的疲劳断裂,这意味着内部受拉钢筋的应力状态对其疲劳性能产生重要的影响。本文结合国家高技术研究发展计划(863计划)“基于疲劳和寿命的混凝土桥梁结构设计方法(2007AA11Z133)’’和辽宁省教育厅科技计划项目“跨江海大跨度预应力混凝土桥梁疲劳设计方法研究(2008T231)”,对14根PPC梁开展了疲劳试验研究,重点分析了疲劳荷载作用下,PPC梁的破坏模式和梁内受拉钢筋的应力状态。在此基础上,提出了疲劳寿命、非预应力钢筋残余应变和PPC梁裂缝宽度的计算方法。论文主要研究内容和结论如下：(1)开展了PPC梁等幅疲劳试验,将光纤布拉格光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)传感器用于受拉钢筋和混凝土的应变监测。试验结果表明,PPC梁的疲劳破坏均起始于非预应力钢筋的疲劳断裂；通过与应变片实测结果的对比,验证了FBG传感器更适用于疲劳荷载作用下PPC梁的受拉钢筋应变监测。(2)分析了梁内非预应力钢筋应力状态及不同类型受拉钢筋之间的应力重分布特性,得到了非预应力钢筋应变以及预应力钢筋和非预应力钢筋应变幅度比值的疲劳全过程发展规律；在已有PPC梁开裂截面分析方法的基础上,引入钢筋应力分配系数,给出了考虑不同类型受拉钢筋之间应力重分布影响的改进PPC梁开裂截面钢筋应力计算方法。(3)分析了疲劳荷载作用下,梁内非预应力钢筋残余应变的产生原因；基于FBG传感器实测结果,得到了非预应力钢筋残余应变的发展规律；建立了非预应力钢筋残余应变分析模型,计算值与实测值具有较好的一致性。(4)以静载粘结应力-滑移关系为基础,建立了非预应力钢筋疲劳粘结应力-滑移关系；给出了疲劳荷载作用下,开裂截面非预应力钢筋应力计算方法,综合考虑了不同类型受拉钢筋之间的应力重分布、混凝土和非预应力钢筋残余应变以及受拉钢筋面积损失的影响；在此基础上,建立了PPC梁疲劳裂缝宽度计算模型,模型计算值与试验结果吻合较好。(5)基于局部应力-应变方法,考虑非预应力钢筋应力集中效应,提出了PPC梁疲劳寿命预测模型,试验结果验证了模型的有效性。(6)开展了受腐蚀钢绞线PPC梁等幅疲劳试验,将FBG传感器用于钢绞线应变监测。试验发现,梁内受腐蚀钢绞线最大应变及其残余应变均符合“三阶段”发展规律；腐蚀疲劳的耦合作用显著影响PPC梁的疲劳寿命。