现阶段随着铁路建设的飞速发展,未进行抗震设防或设防标准提高导致既有铁路桥梁抗震能力不足的问题日益凸显,对抗震能力不足的既有桥梁进行预防性抗震加固就显得十分必要。论文提出了适用于铁路重力式桥墩的预防性抗震加固方法,通过理论分析、数值模拟、模型试验等手段开展了应用基础研究,研究成果可为铁路重力式桥墩抗震加固体系的研发及工程应用提供依据。论文的主要研究工作如下:(1)提出了分级抗震加固目标的概念,探讨了铁路重力式桥墩预防性抗震加固的适用性。针对以弯曲破坏为主的既有铁路重力式桥墩,提出了采用钢筋网格进行预防性抗震加固的方法。(2)在提出钢筋网格加固高度确定准则的基础上,采用拟静力试验,研究了抗震加固前后铁路重力式桥墩在水平反复荷载作用下的破坏模式、滞回曲线、骨架曲线及承载能力、刚度退化、滞回耗能、残余位移等主要性能指标。分析了钢筋网格加固厚度(加固水平钢筋的长度)、加固高度(加固竖向钢筋的长度)等参数对抗震性能指标的影响,同时评价了加固效果。随后,对比了加固前后铁路重力式桥墩试验滞回曲线与Clough退化双线性滞回模型之间的关系。(3)采用振动台试验,研究了加固前后铁路重力式桥墩的墩顶加速度反应、位移反应,耗能能力及加固钢筋应变响应。分析了加固层数对加固效果的影响,阐述了分层钢筋网格在减小桥墩地震损伤破坏方面的优势。在此基础上,通过讨论钢筋网格在不同阶段的受力特征,明确了钢筋网格的作用机制。(4)依据钢筋网格的变形及作用机制,明确了钢筋网格中的主、次受力钢筋。建立了加固钢筋网格的等效图式,提出了钢筋网格的本构关系,并给出其本构模型中弹性刚度的计算公式。(5)提出了加固前后铁路重力式桥墩的简化多弹簧单元模型及集中塑性铰模型。给出了简化多弹簧模型中各弹簧的滞回关系,提出了相关参数的近似计算公式。通过采用非线性时程分析方法计算了加固前后铁路重力式桥墩的地震反应。(6)提出了两阶段抗震性能评价流程及方法。对铁路重力式桥墩的损伤状态及损伤准则进行了划分和定义。提出了小震下铁路重力式桥墩加固后的抗震性能评价方法。采用Pushover方法分析了大震时铁路重力式桥墩的抗震能力。基于IDA易损性分析方法,研究了不同加固参数下铁路重力式桥墩的加固效果,分析了加固效果对不同加固参数的敏感度,并将易损性分析与振动台试验的损伤状态进行了对比。