目前,橡胶支座在桥梁工程中广泛应用,但是由于支座老化、腐蚀、磨损等问题导致出现诸如脱空、断裂、伸缩能力丧失、锈蚀无法转滑等支座失效情况,致使桥梁无法正常运营,需要进行支座更换。在顶升桥梁更换支座的过程中一方面可能会对桥梁结构造成损伤,进而影响桥梁使用寿命。另一方面顶升桥梁需中断交通,从而造成一定程度的交通不便,且顶升费用相对于支座的费用来说明显过于昂贵。因此开发“全寿命(耐久型)”支座,使其达到与桥梁结构同寿命(100年)成为了当前支座开发的重点方向。本文围绕一种新开发的“全寿命盆式球钢支座”进行了可靠性分析研究。基于试验、数值模拟和理论分析的方法对全寿命盆式球钢支座的力学性能、耐久性、地震作用下弱节点位置定位、由锚栓保护层厚度与加载方式不同引起的弱节点位置受力变化差异及应用于不同桥梁结构形式中的抗震性能五个方面的关键问题开展研究。论文主要结论如下:(1)通过对支座进行竖向承载力对比试验和扭转试验,来测试支座的基本力学性能。试验结果显示,全寿命盆式球钢支座的力学性能满足《规范》规定,并且相较于盆式橡胶支座,它的刚度更大,转动性能更好。(2)通过支座疲劳试验和改性聚四氟氯乙烯滑板磨耗试验,来测试支座的耐久性。试验结果显示,支座在50万次疲劳加载过程中未出现明显的疲劳破坏。同时改性聚四氟乙烯滑板在100km磨耗测试中滑板的推拉力和摩擦系数一直保持正相关,最大摩擦系数为0.023,最终摩擦系数稳定在0.01。试验结果表明全寿命盆式球钢支座具备良好的耐久性。(3)通过对Ansys有限元分析模型进行分析,得出当水平荷载为竖向设计承载力的15%时,对支座进行单调和循环加载所产生的变形均可恢复。且在加载过程中应力集中现象出现在支座下钢板螺栓孔处,从而定位了支座弱节点位置为支座螺栓、支座下钢板和支座垫石连接处。(4)利用有限元分析软件Abaqus对支座弱节点位置进行模拟,分析了8个保护层厚度为20mm-90mm的全寿命盆式球钢支座弱节点在单调和循环荷载下的抗震性能。从水平承载力、抗震性能、延性和刚度四个方面综合评价,为保证支座能够具有较高水平的水平承载力极限值、较好的延性和较大的刚度,其锚栓保护层厚度不应小于50mm;为保证支座能同时具备较好的耗能性能,其锚栓保护层厚度不宜大于80mm。相对于单调加载,循环加载对于水平承载力有一定程度的降低,因此在全寿命盆式球钢支座的抗震设计中应考虑这一因素的影响。(5)将全寿命盆式球钢支座简化为弹性连接用在Midas Civil整桥模型中,分别建立3-25m小箱梁桥、3-35m小箱梁桥、4-30m T梁桥和4-40m T梁桥。并运用反应谱分析法,通过调整Ⅰ至Ⅳ四类场地类型及改变抗震设防烈度,研究全寿命盆式球钢支座的抗震表现:对支座水平极限承载力数值进行分析,在Ⅰ类场地、Ⅱ类场地中,两类桥梁在支座位置处均可以满足9度抗震设防烈度要求;在Ⅲ类场地中,小箱梁桥可以满足9度抗震设防烈度要求,T梁桥可以满足8度抗震设防烈度要求;在Ⅳ类场地中,小箱梁桥在跨径为25m时可以满足9度抗震设防烈度要求,在跨径为35m时可以满足8度抗震设防烈度要求,T梁桥在跨径为30m时可以满足8度抗震设防烈度要求,当跨径达到40m时仅可以满足7度抗震设防烈度要求。Midas整体抗震分析结果显示,小箱梁桥的抗震性能优于T梁桥,且跨径越大抗震性能越差。因此仅从抗震的角度对支座进行布置,小箱梁桥在支座型号的选择上可略低于T梁桥。