钢筋混凝土上承式拱桥受力合理,建造方便且造价较低,在我国西南地区获得了广泛的应用。由于受历史经济条件的限制,大量既有钢筋混凝土拱上立柱配筋率普遍较低,箍筋横向套箍效应也较弱,加之混凝土强度较低,构件尺寸偏小,且通常未考虑抗震设计要求,使得拱上立柱抗震能力不足,在强震作用下可能会出现严重破坏。钢筋混凝土套箍法以其能显著提高承载力、工期短、施工方便、造价低等优势,被广泛地应用于拱上立柱的加固,但缺乏对钢筋混凝土套箍加固立柱抗震性能试验及理论研究。因此,本文采用抗震性试验及理论计算分析相结合的方法,对钢筋混凝土拱上立柱和套箍法加固拱上立柱的抗震性能进行了研究。针对以上问题,本文的主要研究内容如下:1.通过对典型钢筋混凝土拱桥的震害调查,分析钢筋混凝土上承式拱桥的震害特征,总结该类型桥梁震害的原因及机理,为该类型桥梁的抗震设计和旧桥的抗震加固与养护提供一定的参考价值。2.选取典型上承式混凝土拱桥,利用地震作用下的非线性计算模型,建立基于IDA的钢筋混凝土拱上立柱和套箍加固拱上立柱抗震性能评估分析方法。通过分析表明,剪跨比对拱上立柱的抗震性能影响显著,高剪跨比立柱抗震性能相对较差,在地震作用下拱上立柱为易损构件。3.以大跨度上承式混凝土拱桥钢筋混凝土拱上立柱为原型,展开缩尺比钢筋混凝土立柱模型进行模拟地震作用的低周反复荷载试验。研究剪跨比、配箍率和配筋率参数对立柱抗震性能的影响规律,揭示立柱的破坏机理、强度特性和变形行为。采用OpenSees纤维单元模型,分析立柱的滞回特性和损伤破坏过程,并对理论计算进行试验验证。结果表明:我国早期设计的钢筋混凝土拱上立柱,由于其特殊的构造特点和受力特性,拱上立柱延性及耗能能力较差,需要进行抗震加固提高抗震性能。拱上立柱模型在压、弯、剪复合受力下随着剪跨比的增加依次发生剪切破坏和弯曲破坏,水平承载力逐步减小,延性性能和耗能能力逐渐增强。随着配箍率和配筋率的提高,钢筋混凝土拱上立柱的水平承载力逐渐增大,延性性能和耗能能力逐渐增强。运用基于纤维模型的OpenSees非线性软件对拱上立柱和采用套箍加固的立柱进行了非线性有限元分析,验证了数值模拟能有效地对构件进行承载力及抗震性能分析。4.对缩尺为1:2的套箍加固的立柱模型拟静力试验。对比研究拱上立柱模型在加固后的破坏特征、滞回曲线、骨架曲线和累积滞回耗能等抗震性能指标;分析套箍加固对钢筋混凝土拱上立柱抗震性能提升的有效性。试验结果表明:随着套箍加固层厚度和加固高度的提高,加固立柱的水平承载力逐渐增大,耗能能力逐渐增强,但是延性增加幅度有限。5.系统分析钢筋混凝土墩柱在地震作用下的损伤机理,以有效耗能修正的Park-Ang双参数损伤模型为基础,结合套箍加固钢筋混凝土墩柱抗震试验数据库分析,提出套箍加固立柱的地震作用损伤模型。6.在分析总结影响套箍加固墩柱的抗剪强度因素的基础上,基于桁架-拱模型理论对套箍加固墩柱进行抗剪承载力计算分析,推导建立考虑套箍层受剪系数的抗剪承载力计算公式,并用试验数据验证公式的有效性。