我国北方,诸如桥梁、码头等预应力混凝土结构在设计基准期内不仅承受车辆的疲劳荷载作用,且长期遭受冻融环境的影响。在冻融与疲劳双指标作用下,预应力混凝土受弯构件的可靠性不断降低,易发生失效破坏,甚至威胁使用者的生命和财产安全。因此,建立和完善冻融环境下预应力混凝土受弯构件的疲劳可靠度评价指标及寿命预测研究是工程界急需解决的问题。本文依托国家自然科学基金资助项目“双指标侵蚀环境作用下预应力结构耐久性试验与寿命预测研究(项目编号:50878098)”以及住建部项目“冻融环境下预应力混凝土受弯构件疲劳耐久性研究(项目编号:2013-k4-26)”,主要完成以下工作:1基于预应力混凝土受弯构件冻融与疲劳交替试验成果,分别建立冻融环境下混凝土和钢筋的疲劳剩余强度损伤模型。在混凝土损伤模型中,引入冻融应力影响系数γ,以表征冻融作用对混凝土抗压剩余强度的影响。通过对试验数据进行参数估计与假设检验,验证了冻融环境下钢筋和混凝土疲劳寿命均能够较好地满足两参数威布尔分布。2利用蒙特卡罗法对冻融环境下预应力混凝土受弯构件进行疲劳可靠度研究,对比分析验证基于百分位秩法以及概率分布函数等可靠度计算方法。计算结果表明,冻融作用对构件疲劳剩余强度的衰减起到明显的促进作用,加快构件疲劳失效。3基于BP神经网络理论,建立冻融环境下预应力混凝土疲劳寿命预测模型。该模型输入指标为疲劳应力水平、预应力度以及冻融循环次数。输出指标为疲劳寿命。4以遗传算法(GA)与粒子群算法(PSO)为基础,建立PSO-GA混合算法。利用上述三种算法优化后的BP神经网络对冻融环境下预应力混凝土疲劳寿命进行预测。通过对比分析表明,经算法优化后的神经网络预测模型在预测精准度上有极大地提升,其中,基于混合算法优化的模型预测结果最为逼近真实值。本文对预应力混凝土受弯构件在冻融与疲劳双指标作用下的耐久性进行了深入研究和对比验证,对我国寒冷地区冻融环境下的预应力混凝土结构的疲劳耐久性评估与决策具有一定的理论意义和实用价值。