随着中国现代城市的快速发展,互通立交以及高架桥逐渐增多,箱形截面钢桥墩得到了广泛的运用。传统的桥墩多采用钢筋混凝土结构形式,然而钢筋混凝土桥墩自重大、延性差,同时现场施工时间较长。随着我国城市化进程不断推进,大量人口涌入城市,城市交通量日益增长,使得城市交通压力日趋增加。若桥墩现场施工造成的交通管制时间过长,将会进一步加剧城市交通拥堵,给人们正常出行带来极大困难。因此,研发现场施工快捷、符合绿色建筑理念的新型桥墩成为人们的迫切需求。针对以上情况,本文设计了一种可更换耗能区的箱形截面钢桥墩结构,其不仅具有良好的抗震性能,同时具有可装配式以及震后可快速修复的特点。本文通过充分考虑箱形截面钢桥墩的受力特点,在箱形截面钢桥墩试件根部区域利用高强螺栓连接设置了可更换的耗能区。在耗能区壁板上设置了防屈曲耗能夹板,即在低屈服点耗能壁板内外两侧设置外围钢板,并用高强螺栓连接。一方面,小震破坏时可以通过更换耗能区内部防屈曲耗能夹板使箱形截面钢桥墩恢复使用功能;另一方面,大震破坏时,通过更换整个耗能区使箱形截面钢桥墩恢复使用功能。本文研究目的为深入探讨设置防屈曲耗能夹板的可恢复功能的箱形截面钢桥墩在轴压(或偏压)以及柱顶往复水平荷载作用下的抗震性能和破坏机理。首先,选择设置防屈曲耗能夹板、轴压比、偏心距为主要变化参数,设计了两组共7根试件进行拟静力试验。对比试件的试验结果中的荷载-位移滞回曲线、骨架曲线、承载能力、延性系数、刚度退化曲线、强度退化曲线和耗能特征,剖析各参数影响箱形截面钢桥墩抗震性能的规律。其次,通过有限元模拟方法建立有效的模型,比较试验结果与有限元模拟结果的破坏模态以及各项性能指标,验证了有限元模型的准确性;最后,进行了34根箱形截面钢桥墩足尺试件的有限元模拟方法扩大参数研究。通过分析其结果的荷载-位移曲线、骨架曲线以及承载能力,探讨轴压比、防屈曲耗能夹板中间壁板强度、横向加劲肋间距、防屈曲耗能夹板中间壁板厚度、偏心距等参数影响设置防屈曲耗能夹板的箱形截面钢桥墩抗震性能的规律。研究结果表明:设置防屈曲耗能夹板后,箱形截面钢桥墩试件的承载能力及变形能力均得到提高,具有良好的抗震性能和耗能能力;轴压比及偏心距是设置了防屈曲耗能夹板的箱形截面钢桥墩抗震性能的主要影响因素,随着轴压比或偏心距的减小,箱形截面钢桥墩试件的承载能力和延性系数逐渐增大,刚度退化与强度退化逐渐变慢;防屈曲耗能夹板中间壁板强度以及厚度是设置防屈曲耗能夹板的箱形截面钢桥墩抗震性能的重要影响因素。壁板强度或厚度越大,试件的名义屈服承载力以及峰值承载力越大,加载后期承载力退化以及刚度退化的越快;横向加劲肋间距对于设置防屈曲耗能夹板的箱形截面钢桥墩抗震性能的影响相对较小。最后,综合分析试验与有限元模拟结果,本文构造出了此类新型箱形截面钢桥墩抗震设计的建议简化计算公式。