桥墩是桥梁下部结构的重要组成部分,起到承受桥梁上部荷载并将其传递给地基基础的重要作用,其中钢筋混凝土(RC)柱式桥墩是最常见的桥墩形式。随着我国交通运输行业的迅速发展,燃料及危险品运输车辆日渐增多,由此引发的桥梁火灾也逐年增加。桥梁火灾会带来严重的经济损失,甚至人员伤亡。混凝土与钢筋在火灾高温作用下将会严重劣化,特别当混凝土发生高温爆裂后,混凝土保护层厚度变小,严重时钢筋直接裸露在外,将会加剧桥墩承载能力衰减程度,严重威胁桥梁上部结构的安全。因此,对火灾后考虑混凝土爆裂的RC柱式桥墩剩余承载能力的研究尤为重要。本文依托国家自然科学基金(51878057)和陕西省自然科学基础研究计划(2018JM5018),采用ANSYS有限元程序对火灾后考虑混凝土爆裂的RC柱式桥墩剩余承载能力进行了研究,为火灾后RC柱式桥墩承载能力的安全评价与修复加固奠定了一定的理论基础。主要研究工作如下:(1)研究了火灾高温后混凝土和钢筋的力学性能。根据桥梁遭遇实际火灾后RC柱式桥墩的爆裂特征,建立了RC柱式桥墩混凝土高温爆裂“三级指标”。(2)确定了RC柱式桥墩截面温度传导的最大深度,并对桥墩截面进行温度梯度分层,确定每层结构所经历的最高温度。建立了RC柱式桥墩经历最高温度、受火位置和受火高度相互耦合的火灾场景数据库。(3)选取高4m、直径1.2m的RC柱式桥墩为研究对象,采用ANSYS有限元软件中的生死单元技术控制混凝土爆裂深度并进行建模分析。分析了不同火灾场景后轴心受压RC柱式桥墩的剩余极限承载力及其对应的轴向变形,同时分析了不同火灾场景后偏心受压RC柱式桥墩的剩余极限承载力及其对应的横向挠度。提出了不同火灾场景后RC柱式桥墩的极限承载力衰变公式。(4)研究了火灾后RC柱式桥墩剩余承载能力评估与修复加固方法,提出了火灾后RC柱式桥墩的初步评估标准,建立了火灾后RC柱式桥墩的“四级损伤”指标。提出了针对不同损伤程度的RC柱式桥墩修复加固措施。