预应力预制拼装混凝土箱型墩是跨海大桥和城市高架桥中常用的桥墩类型之一,目前国内学者对预应力预制拼装混凝土箱型墩抗震性能仍缺乏系统研究,特别是双向地震荷载作用下的抗震性能研究较少。本文结合预应力预制拼装混凝土箱型墩双向拟动力试验和有限元分析,尝试揭示预应力预制拼装混凝土箱型墩的地震响应特性、损伤演化规律以及不同设计参数对构件的抗震性能影响规律,对预应力预制拼装技术在高墩领域的适用性、破坏模式与性能指标进行探讨。主要研究工作如下:(1)开展了三个混凝土箱型墩试件的双向拟动力试验,对加速度、位移和基底剪力等响应特点、强度和刚度退化规律以及地震损伤机理等进行了比较分析。(2)基于OpenSees程序,采用纤维单元对三个混凝土箱型墩进行了数值模拟,探讨了节段形式、节段数、轴压比、纵筋配筋率、预应力筋配筋率等参数对预应力预制拼装箱型墩抗震性能的影响。(3)基于OpenSees建立了预应力预制拼装混凝土箱型高墩模型,采用IDA分析方法对其抗震性能进行研究,验证了该类型预制拼装箱型高墩的适用性,对其地震损伤机理与合理的抗震性能指标进行了探讨。主要研究结论如下:(1)整体现浇箱型墩以压弯破坏为主,破坏主要集中在塑性铰区域;在双向荷载作用下,预应力预制拼装箱型墩对角位置的预应力增长明显,最后导致矩形墩墩底一侧混凝土压碎劈裂、另一侧预应力筋断丝,破坏主要集中在接缝区域;整体现浇箱型墩的骨架曲线大致呈三折线,预制拼装箱型墩骨架曲线呈双折线;预应力预制拼装箱型墩抗震分析中需要考虑双向荷载作用的影响。(2)采用并联弹簧可以较为准确地模拟预制拼装箱型墩接缝处的实际力学行为。参数分析结果表明,底部节段是否采用实心形式、节段数、预应力筋布置位置、预应力筋配筋率在满足抗震需求且施加预应力不变的情况下对构件的抗震性能影响不大;提高恒载轴压比及初始预应力会在峰值加速度较大时不利于结构抗震;提高纵筋配筋率有利于结构抗震;预应力筋采用有粘结相对于无粘结耗能能力明显增强。(3)预应力预制拼装技术在高墩领域具有很好的适用性。对墩底截面曲率、墩顶位移、预应力三个性能指标在预应力预制拼装箱型高墩领域的适用性进行分析发现,墩底截面曲率结合预应力的性能指标比较适用于预应力预制拼装箱型高墩。