桥墩是桥梁工程的主承力构件,也是地震中的主要耗能构件、易损构件。地震作用下,桥墩主要依靠其塑性变形耗散能量。为提高桥梁的抗震性能、减小震后损伤,提出了采用UHPC永久模壳增强的新型混凝土桥墩,具有高性能、高耐久、可快速施工等特点。本文对其工作机理及抗震性能进行系统研究。首先,分析了UHPC模壳对混凝土桥墩的主动增强及被动约束机理;其次,在构件层次上,研究了不同设计参数对UHPC永久模壳增强桥墩的影响规律,确定了具有显著影响的设计参数,对该类型桥墩进行优化设计;最后,在体系层次上,分析了使用UHPC模壳增强桥墩对公路连续梁桥的抗震性能的影响。（1）UHPC模壳增强桥墩构造设计、约束增强机理及工作性能分析针对UHPC永久模壳增强桥墩体系,根据不同应用场景进行了模壳构造设计研究,依据规范和施工要求确定模壳作为施工模板的安全尺寸,提出模壳厚度的建议公式;建立了UHPC加固桥墩的数值分析模型,数值计算结果与文献中试验结果进行对比,验证了数值模型的可靠性;研究了UHPC模壳提高截面性能的工作机理。应用截面分析方法分析了模壳对截面的主动增强效果;建立了UHPC模壳对核心区混凝土被动约束应力的计算公式;建立了等轴压力和等轴压比下的UHPC模壳增强桥墩模型并与RC桥墩的力学性能进行对比分析,结果表明UHPC模壳对桥墩的初始刚度、抗剪承载力、耗能能力提高以及残余位移减小均有正面作用;建立了不同模壳高度、厚度和UHPC抗压、抗拉强度的桥墩数值模型,进行单因素参数分析,结果表明UHPC抗压强度、模壳厚度和高度对桥墩性能有较好影响,抗拉强度对抗震性能影响有限。（2）采用UHPC模壳增强桥墩的参数分析及优化设计依据文献调研确定了对UHPC模壳增强桥墩力学性能影响显著的参数和参数水平,包括与RC桥墩共有的混凝土抗压强度、钢筋屈服应力、纵筋配筋率、体积配箍率、轴压比和剪跨比六个参数以及与UHPC模壳相关的的模壳高度比、厚度比以及UHPC抗拉、抗压强度四个参数,建立了UHPC模壳增桥墩参数分析库;基于部分因子设计法设计了参数分析的全部参数及水平组合;研究了UHPC模壳桥墩上述参数及参数组合对模壳初始刚度、抗剪承载力、残余偏移率以及耗能能力的贡献度水平,确定了针对各目标的主要参数和参数组合。结果表明:纵向配筋率、轴压比和剪跨比对桥墩所有性能指标均有显著影响,UHPC抗压强度、模壳高度和厚度对初始刚度、抗剪承载力和残余位移有较显著影响,同时桥墩对耗能能力也有一定提升。（3）采用UHPC模壳增强桥墩的梁桥地震响应分析提出了采用UHPC永久模壳增强桥墩的新型桥墩体系,并针对分析要求对桥梁的支座选择和布置以及桥台主梁碰撞进行了特殊设计;建立了采用五种桥墩（RC桥墩、UHPC模壳增强桥墩、等抗弯刚度模壳增强实心墩、空心墩和UHPC-SMA桥墩）的典型公路连续梁数值分析模型,选取了21条典型的近场地震动对桥梁进行了沿纵桥向的地震输入,并根据地震动PGA、PGV和PGV/PGA对地震动进行分类;基于桥梁数值模型分析结果,分析讨论了使用UHPC模壳增强桥墩截面对于桥梁支座、主梁和桥墩地震响应影响的整体规律和不同的地震动强度水平地震动下的特殊规律,发现在强震作用下,UHPC模壳的使用可以显著降低桥墩的残余位移、主梁加速度以及滑动支座剪切变形,减小落梁风险和桥墩震后损伤探索了UHPC和塑性铰区SMA纵筋配合使用的可行性,发现强震下此方案可进一步降低桥墩残余位移。