近年来，国内已经发生了多起桥梁上部结构倾覆事故，导致桥垮车毁。深入分析这些事故，可以发现造成事故的主要原因有：一是车辆严重超载且偏载；二是桥梁为节省桥下空间，设置了过多的独柱桥墩；三是业界对桥梁整体倾覆问题认识不足。桥梁上部结构倾覆事故不断发生后，国内外学者对桥梁上部结构倾覆问题开展了积极研究，提出了一些提高桥梁抗倾覆能力的措施，相关规范也给出了桥梁抗倾覆稳定性验算公式。但由于桥梁整体倾覆问题的复杂性，加之相关研究进行的时间较短，人们对桥梁倾覆问题的认识、对一些防倾覆措施的有效性的研究还需要进一步深化。本文结合实际工程，通过精细化的数值模拟开展桥梁整体倾覆问题研究，进行的研究工作及主要结论如下：
　　1.采用ABAQUS软件建立了依托背景工程的实体有限元模型，考虑桥梁倾覆过程中的几何非线性、材料非线性以及接触非线性因素，进行了桥梁上部结构整体倾覆的全过程有限元分析。计算结果表明，桥梁上部结构倾覆的主要原因是偏载作用过大导致支座体系破坏，之后发生了上部结构倾覆，根据计算结果，桥梁倾覆全过程可以划分为四个阶段，得到相应的四个临界状态。此外，与规范公式的分析结果进行对比，规范公式容易过高地评估桥梁的横向抗倾覆能力。
　　2.在上述桥梁倾覆全过程分析中，依照盆式橡胶支座的真实构造，建立了支座的精细化三维有限元模型，准确模拟了盆式橡胶支座的受力承载状态，同时考虑下部结变形的影响，分析得到了上部结构倾覆过程中不同阶段支座的受力情况，明确桥梁受偏载作用下支座的易损位置。
　　3.针对可能影响桥梁抗倾覆能力的有关设计参数，如支座间距、边中跨比、曲率半径、桥墩高度等，改变相关参数取值，采用桥梁三维实体有限元模型，进行了相关参数取值对桥梁抗倾覆能力影响分析。结果表明：增加端部支座间距、增大边中跨比例都有利于提升桥梁的抗倾覆能力；桥梁抗倾覆能力并不是随着曲率半径的变化而单调变化，处于最不利曲率半径的曲线桥抗倾覆能力最弱，小曲率半径和直线箱梁桥具有相对较高的抗倾覆能力；对于较小曲率半径的曲线桥，中墩高度的增加会一定程度上促使上部结构的转角增大，且中墩高度的影响随着曲率半径的减小而逐渐增强。
　　4.为提高桥梁抗倾覆能力，部分设计者提出将桥梁中间独柱墩与主梁固结，此方法加强了上下部结构的联结，可有效提高上部结构的抗倾覆能力，但在上部结构倾覆过程中，固结的独柱墩将会受到很大的弯矩作用，有发生破坏的可能，且墩柱的变形也会影响上部结构的抗倾覆能力，目前人们对此问题还缺乏研究。本文对此问题进行了深入研究，计算中考虑了桥墩材料的非线性，分析了上部结构倾覆过程中墩柱的损伤情况。计算结果表明墩梁固结方式有效地提升了桥梁的整体抗倾覆能力，但是在偏载作用下，支座以及墩柱强度成为桥梁抗倾覆能力新的薄弱点；随着固结墩高度的增加，在相同荷载情况下上部结构的转角逐渐增大，则其抗倾覆能力逐渐减弱，但是桥墩的变形对主梁的转动角度的影响在进一步地加深；随着荷载的增大，桥墩的高度对桥梁抗倾覆能力的影响程度越明显。