混凝土桥梁耐久性设计和修固目前已成为桥梁工程领域的热点问题，而实现混凝土桥梁耐久性设计和修固目标的关键是建立混凝土桥梁性能演变分析方法。论文以交通部西部交通建设科技项目--《混凝土桥梁耐久性设计方法和设计参数研究》等为依托，针对混凝土桥梁性能演变分析方法及相关方面研究的不足，归纳分析了材料退化数学模型、开展了混凝土构件耐久性试验、建立了混凝土桥梁性能演变分析方法并编写了相应分析软件，为建立混凝土桥梁耐久性设计和修固方法奠定了基础。　　 针对现行混凝土桥梁耐久性设计和修固方法存在的不足，给出了可进行定量分析的拟建混凝土桥梁耐久性设计方法和已建混凝土桥梁耐久性修固方法的构建思路，并明确了目前亟待解决的关键问题：混凝土桥梁性能演变分析方法的建立。　　 通过对现有材料退化数学模型的研究，给出了混凝土桥梁性能演变分析的两条主线：混凝土碳化-钢筋锈蚀-结构整体性能退化、氯离子侵蚀-钢筋锈蚀-结构整体性能退化。从这两条主线出发，对《混凝土结构耐久性评定标准》CECS220:2007和《欧洲Duracrete设计指南》中的材料退化数学模型进行了比较研究。将退化模型转换成结构性能演变分析中各关键时刻的求解模型；对退化模型中出现的参数和系数进行分析并给出了数值模拟方法；在分析退化模型数学本质的基础上给出了适合数值模拟的迭代计算方法。　　 针对现有混凝土构件耐久性试验的不足，利用项目配套开展的混凝土碳化和氯离子侵蚀作用下不同受力状态混凝土构件耐久性试验的结果，分析了水灰比、混凝土强度等级、应力水平等设计参数对混凝土构件耐久性的影响，给出了耐久性退化模型应力水平影响修正系数，为混凝土桥梁性能演变分析奠定了基础。　　 针对目前国内外混凝土桥梁性能演变分析方法在受力过程完整性和结构整体力学性能演变规律分析方面的不足，论文基于结构有限元分析原理、钢筋混凝土结构有限元分析方法，以及材料退化数学模型，建立了基于数值模拟的混凝土桥梁性能演变分析方法。在理论分析的基础上利用计算机高级语言编写相应分析程序，建立了混凝土桥梁耐久性分析系统(Concrete Bridge DurabilityAnalysis System)，实现了混凝土桥梁由开始施工到最后结构功能失效的结构性能演变过程分析。在上述确定性分析的基础上，开展了基于概率的混凝土桥梁性能演变分析，建立了确定性分析系统和响应面法结合的时变可靠度计算方法，并编写了相应的分析程序。　　 以一座满堂支架的三跨钢筋混凝土连续梁桥为研究对象，分别考虑大气环境混凝土碳化和海洋环境氯离子侵蚀环境作用下在给定寿命期内桥梁结构整体力学性能退化的全过程。研究表明，对于钢筋混凝土桥梁，普通钢筋的截面面积对抗弯承载力的影响显著，因此普通钢筋截面的损失将明显降低结构的抗弯承载力。在氯离子侵蚀环境作用下，成桥80年后结构抗弯承载力不再满足规范要求。因此，在设计使用寿命期内，钢筋混凝土桥梁耐久性的关键问题是其承载能力极限状态下的力学性能指标能否满足规范要求。　　 以一座满堂支架的三跨预应力混凝土连续梁桥为研究对象，分别考虑大气环境混凝土碳化和海洋环境氯离子侵蚀作用下在给定寿命期内桥梁结构整体力学性能退化的全过程，并对影响结构耐久性的关键参数进行敏感性分析。研究表明，当氯离子侵蚀作用时，普通钢筋开始锈蚀时刻较早，而且由于锈蚀速率很快，混凝土截面很快削弱，最终导致结构正常使用极限状态的部分力学性能指标不能满足规范要求。因此，对于预应力混凝土桥梁，结构正常使用极限状态下的各项力学性能指标的退化应作为研究的重点。　　 以一座预应力混凝土简支梁桥为对象，研究其在给定寿命期内不同极限状态下各力学性能指标的可靠度随时间的演变过程。结果表明，同确定性分析类似，对于预应力混凝土桥梁，正常使用极限状态下力学性能的退化程度远大于承载能力极限状态。上述基于确定性分析程序和响应面法的时变可靠度计算方法可以应用到实际桥梁结构的耐久性概率分析中。　　 最后，关于进一步研究的方向进行了简要的讨论。