据往年地震数据统计研究,桥梁震害大多集中在下部结构,尤其是在桥墩上。我国高速铁路桥梁广泛采用少筋混凝土重力式桥墩(ρ≤0.5%),该墩地震破坏介于延性和脆性之间。桥墩外包混凝土、外包钢板、外包碳纤维布等加固方法虽能提高其强度但耗能能力相对不足,且加固费用较高。本文提出一种采用钢筋网格加固铁路少筋混凝土桥墩的防御性抗震加固装置,以铁路简支梁少筋混凝土圆端型实心桥墩为研究背景,通过振动台试验与有限元数值模拟相结合的方式,研究在不同强度地震荷载作用下加固前后桥墩的地震响应。(1)阅读大量国内外最新相关文献,总结采用传统方式加固铁路重力式桥墩的局限性,提出一种新型加固装置,不仅能提高墩身强度还能兼顾其延性,且加固材料简单易购,极易推广。(2)通过振动台试验桥墩破坏现象发现,在中小震下,钢筋网格加固墩的开裂截面仍在墩底,主要破坏裂缝并没有发生转移。在8度罕遇地震作用下,墩底裂缝完全贯通,桥墩发生提离现象。相比未加固桥墩,加固墩的提离现象和裂缝宽度明显减小,三层网格加固的加固效果总体上优于两层加固。三个模型墩均在塑性铰分布区内发生弯曲型破坏,说明配筋率为0.2%的混凝土桥墩具有一定的延性,在塑性铰区内发生少量的塑性变形。(3)通过对铁路少筋混凝土重力式桥墩开展振动台试验,研究了墩顶加速度、位移和墩底混凝土应变等地震响应。结果表明,较未加固桥墩,加固桥墩的位移响应明显减小,加速度响应增大,混凝土墩底应变响应减小。采用钢筋网格加固重力式桥墩可增强其抗震能力,网格层数对桥墩地震响应有影响,在考虑钻孔数不影响桥墩自身强度的前提下,网格层数越多其抗震特性越好。(4)采用ABAQUS软件建立了少筋混凝土加固桥墩有限元模型,将计算结果与振动台试验数据对比验证,发现桥墩位移响应、加速度响应和动力放大系数等地震响应的变化趋势吻合良好,说明所选取有限元模型材料本构和计算模式的可靠性,也证明了这种新型防御性抗震加固方案的可行性、有效性和正确性。