缆索承重体系桥梁或大跨空间结构中的钢制拉索易在往复荷载及环境作用下发生锈蚀,影响结构的服役周期。纤维增强复合材料可设计性好、轻质、高强、耐腐蚀、疲劳性能良好,被认为是钢制拉索的潜在替代品。然而国内外关于纤维拉索锚固的研究相对滞后,同时,索锚结构在多耦合场作用下的耐久性研究尚属空白,为了推广FRP材料,这些问题亟待解决。本文在现有的单内锥粘结型锚具的基础上开发了一种新型多级锥体锚具,通过理论分析、数值模拟及静载试验验证其有效性,同时开展了单根及多根筋材的索锚结构耦合水浸润环境的疲劳试验,得到FRP筋的疲劳性能及水浸润环境在疲劳荷载作用下对索锚结构的影响。本文的具体研究内容及成果包括:(1)在单内锥粘结型锚具的基础上受力分析新型多级锥体锚具,结果表明,设置多级锥体可以调节筋材在锚具内受到的挤压应力,减小锚具前端的应力集中;同时多级锥体锚具也能有效减小锚具外径,对于双内锥锚具可减小锚具外径10～20mm,设置多内锥减小锚具外径更明显。对新型多级锥体锚具数值模拟,结果表明多级锥体结构可调节筋材受到的挤压应力,并分析了粘结介质弹模、摩擦系数、锚杯倾角对锚固性能的影响;锚具静载锚固性能良好,锚固效率系数均达到标准要求的90%以上,锚具外周应变片数据表明多级锥体锚具有效减小锚具前端筋材受到的挤压应力。(2)开展了单根CFRP筋索锚结构在水浸润环境下的疲劳试验,结果表明,水浸润环境下的疲劳试验并不会使筋材在浸水部分破坏,疲劳荷载使筋材刚度退化,刚度退化规律符合yang刚度退化模型。疲劳荷载使锚固区内筋材发生应力重分布,水浸会加剧索锚结构内的应力重分布,应力重分布主要发生在锚具前端及前10万次循环内,浸水端测点波长变化量大于未浸水端。(3)新型多级锥体锚具在水浸环境下的疲劳试验未发生破坏,浸水端测点波长变化量大于未浸水端,剩余强度试验发挥筋材母材强度,筋材呈发散式破坏,新型多级锥体锚具静载试验及疲劳试验均能满足规范要求,有望应用于工程实际。