从20世纪50年代至今,预应力混凝土结构逐步成为当今建筑以及交通领域主流的结构类型,其中预应力混凝土桥梁作为交通运输中的重要纽带,其结构耐久性备受各国学者关注。桥梁结构在正常服役期间,长期暴露在大气当中,在不断受到交通循环荷载作用的同时不可避免会遭受外界不利环境诸如碳化侵蚀、氯离子侵蚀和冻融侵蚀等因素影响。其中冻融循环作用已被证实为影响桥梁结构耐久性的重要因素之一,正因为预应力混凝土桥梁结构在交通运输系统中发挥着核心枢纽的作用,所以研究冻融作用下预应力混凝土结构的耐久性劣化机理及其对结构疲劳特性的影响具有重要的理论价值和工程意义,同时也是正确评价服役桥梁健康状况和剩余寿命的前提。本文在预应力混凝土梁冻融循环侵蚀试验的基础上开展疲劳循环加载试验,并辅以数值模拟计算,研究并分析冻融循环作用下预应力混凝土梁的疲劳特性变化规律及其相关关系。本文主要研究内容如下:1、冻融循环作用下预应力混凝土梁动静力学性能试验研究根据相关混凝土耐久性试验规范,提出了一种针对大型混凝土构件进行冻融试验的方法,开展预应力混凝土梁和混凝土立方体试件冻融循环试验。通过经受不同次数(0、50、75、100次)冻融循环作用试件表观现象、抗压强度和动弹性模量等试验结果,分析研究冻融循环以及冻融次数对混凝土材料力学性能的影响;对经受不同冻融循环次数的预应力混凝土梁进行动静载试验,基于对试验梁动静载作用下结构的位移和应变等,研究冻融循环作用下预应力混凝土梁动静力学性能变化情况。2、不同冻融循环次数下预应力混凝土梁疲劳性能试验研究对经受不同冻融循环次数的预应力混凝土梁进行周期为50万次的疲劳试验,每做50万次疲劳加载试验,进行一次试验梁动静载试验,研究疲劳循环加载作用下结构耐久性、力学性能指标(挠度、应变、结构基频和动态位移)变化规律,建立冻融循环作用下预应力混凝土试验梁疲劳寿命预估公式。3、不同冻融循环次数下预应力混凝土梁受力特性数值模拟分析基于静力试验和结论,利用迈达斯公司Midas FEA软件建立试验梁数值模型,分析不同冻融循环作用下预应力混凝土梁的受力性能及变化规律,分别从冻融循环侵蚀后试验梁线性静力性能变化和非线性裂缝开展上,表征不同冻融循环次数下试验梁受力变化规律,并与试验结果做对比验证,提出一种研究冻融循环作用下预应力混凝土梁力学特性的数值分析方法。