整体式桥台桥梁在温度荷载和地震荷载下,支承桥台的桩基承受水平往复荷载,对桩基的抗裂能力、变形能力和抗震性能要求较高,因而国外一般采用H型钢桩做为整体式桥台桩基,不过,国内由于经济和工程习惯等原因仍采用混凝土桩基为主。预应力高强混凝土管桩(PHC管桩)由于桩身混凝土强度高,且桩身存在预应力,因而抗裂性能佳,具有一定的水平变形能力,已在房屋建筑和大型桥梁中得到了较广泛的应用。然而,用其作为整体式桥台桩基是否可行、其抗震性能如何等尚无研究报道。为此,本文的主要工作与结论包括以下几个方面:(1)进行了考虑PHC管桩—土相互作用的往复荷载拟静力试验,试验结果表明,PHC管桩在往复荷载作用下桩身的破坏主要出现在4.0倍桩径到8.0倍桩径埋深范围内。同时,预应力度和壁厚(配筋率)对其破坏模式有较大的影响,裂缝分布规律不同,最大弯矩沿桩深方向发展,内力重分布;配筋率和预应力度越大,临界位移越大、变形能力(延性)越好、桩土相互作用效果越显著,破坏越轻微。另外,分析表明:弹性阶段桩基本身承受的水平力要大于桩周土。试验也表明,PHC管桩具有较好的延性,滞回环形状均为梭形,滞回曲线形状饱满,表明其具有良好的抗震性能和耗能能力。而当桩土分离后,滞回曲线会出现较明显的捏缩效应。(2)试验还表明,位移荷载越大,桩周土压力也越大,最大可达到极限被动土压力;同时,桩周土压力主要产生在0～7倍桩径埋深范围内,其中浅层土体产生的土压力较大,以5.0倍桩径附近最大;桩周土压力沿桩深方向的分布规律为先快速增加至最大后逐渐减小并在一定深度内反向,不过负压力不大。(3)在试验研究的基础上给出了桩身水平位移计算公式,桩周土压力计算方法及基于位移的PHC管桩-土相互作用简便计算方法,并与m法和p-y曲线法进行了分析比较。计算结果表明,m法计算得到桩身内力与变形成线性变化,会过高地估计桩身的承载能力,且曲线变化规律不符合实际;虽p-y曲线法在位移荷载较小时较为准确,但没有明显的破坏与下降段,过高地估计了桩体的延性,偏不安全,也与试验结果相差较大;而本文提出的简便计算方法能较好地计算短期或周期荷载作用下桩基的内力、变形以及桩周土压力,可供有关规范的制定提供参考与借鉴。(4)采用ABAQUS对PHC管桩—土相互作用进行了有限元参数分析,分析了预应力度、壁厚以及轴压比等参数对桩—土相互作用的影响。分析表明,轴压比和预应力度对其影响较为显著,不可忽略,而壁厚的影响不大。