桥梁墩柱在地震作用下的剪切断裂和弯曲压溃属于不可修复的震害,通常会导致桥梁结构整体垮塌或倾覆的严重后果。诱发两种震害的原因可归结为墩身抗剪强度和变形能力的不足,难以适应墩身的强度及变形需求。本文的研究对象—钢管混凝土组合桥墩(以下简称组合桥墩)正是在此背景下提出来的一种以圆钢管为钢骨的新型抗震墩柱形式,因其具有良好的轴压、抗弯、抗剪性能和震后可修复性,从而在地震设防区具有广阔的应用前景。目前关于组合桥墩的抗震研究虽取得了一些成果,但总体来看尚处于起步阶段。鉴于此,本文采用拟静力试验结合数值模拟的方法对其抗震性能进行了系统研究,以期为组合桥墩的工程应用提供试验基础和理论依据。本文的主要工作和结论如下:1)开展了 13个剪跨比λ=3.0桥墩试件的拟静力试验,研究了轴压比、箍筋间距、箍筋等体积代换、纵筋直径、纵筋根数、核心钢管规格及锚固长度对弯曲破坏组合桥墩滞回性能的影响。试验表明:内置核心钢管不影响墩身的初始刚度;受弯破坏组合桥墩试件的滞回曲线饱满、稳定,表现出良好的耗能和变形能力;核心钢管在底座内锚固长度不足会导致试件发生延性极差的节点失效破坏。利用叠加原理和基于钢管混凝土单元柱的极限平衡理论,给出了组合桥墩的正截面抗弯承载力计算方法。基于OPENSEES平台建立了受弯破坏组合桥墩试件的纤维单元模型,模型的有效性得到了试验结果的验证。在此基础上,利用该模型进行参数补充分析,考察了试验中未涉及的变量,即剪跨比、混凝土强度等级、核心钢管外径、壁厚和屈服强度对弯曲破坏组合桥墩试件滞回性能的影响。2)开展了以λ=1.5为主要剪跨比的13个桥墩试件的拟静力试验,探讨了轴压比、箍筋间距、纵筋直径、纵筋根数、核心钢管规格以及剪跨比对发生剪切破坏(小剪跨比)组合桥墩抗震性能的影响。试验表明:内置核心钢管可避免矮柱墩直接被剪断情况的发生;小剪跨比组合桥墩试件在往复荷载作用下表现为具有一定延性的剪切斜压破坏,其滞回曲线无明显的捏缩、滑移现象。基于钢管混凝土和钢筋混凝土的抗剪研究成果,通过引入剪跨比、纵筋率及其修正因子,给出了小剪跨比组合桥墩抗剪承载力的实用计算公式。以轴压比、体积配箍率、纵筋率和截面含钢率为参数,通过分析试验数据并结合理论推导,给出了小剪跨比组合桥墩荷载-位移骨架曲线的确定方法,结合最大点指向型的滞回循环规则,最终建立了考虑上述关键参数影响的恢复力模型。3)为提高桥墩的抗震性能同时控制其抗震设防投入,提出了在墩身内部分埋置核心钢管的组合桥墩方案。通过8个剪跨比λ=3.0桥墩试件的拟静力试验验证了该桥墩方案的可行性,并研究了轴压比、配箍率、核心钢管规格对此类桥墩抗震性能的影响。试验表明:核心钢管埋置长度是影响桥墩试件破坏形态和受力性能的重要参数;经过合理设计的部分埋置核心钢管组合桥墩可实现经济性与耐震性的协调统一。通过引入等效剪跨比的概念,解决了此类桥墩的水平承载力计算问题。结合一个算例,初步介绍了其抗震设计思想和计算方法,并给出了构造措施建议。基于有限元软件ABAQUS,建立了部分埋置核心钢管组合桥墩试件的实体单元模型,对其在不同破坏模式下的工作机理进行了细致分析。最后,建立了所给算例的有限元模型,基于模拟结果,检验了所建议的部分埋置核心钢管组合桥墩的水平承载力计算方法、抗震设计思路和抗剪验算中简化力学模型的可靠性。