地震是一种破坏力巨大而又难以预测的自然灾害，强震的发生往往会带来巨大的生命及财产损失。如何确保结构物在地震中的安全，始终是土木工程发展中的重要问题。大跨度桥梁是交通运输系统中的枢纽工程和生命线工程，如果大跨度桥梁在强震发生时遭到破坏，不仅会导致直接经济损失，而且对抗震救灾和灾区重建也有重要影响。因此对大跨度桥梁抗震进行全面、系统的研究，不仅有直接的经济意义也有重大的社会意义。 本文基于现有的桥梁抗震理论基础，开展对大跨度桥梁非线性抗震分析方面的研究。论文的工作内容主要包括以下几个部分： 第一部分介绍了大跨度桥梁的发展历史和现状，同时阐述了大跨度桥梁抗震的重要性，并对现行的桥梁抗震设计规范和抗震设防标准进行了评述，指出延性抗震设计理论在当前和未来抗震设计中的应用现状和前景。 第二部分从理论分析的角度详细介绍了大跨度桥梁非线性抗震分析中所涉及到的几何非线性、材料非线性、多点激励、桩土共同作用等问题，重点导出了钢筋混凝土弹塑性单元来模拟桥梁墩柱的弹塑性行为，同时对非线性抗震分析中其它相关的问题如人工波的拟合以及桥梁结构阻尼等作了探讨。 第三部分基于Strand7通用有限元程序平台实现了大跨度桥梁非线性抗震分析，其中重点解决了抗震分析中所涉及的多弹簧模型的应用、多点激励、桩土共同作用等问题。 第四部分结合主跨428m的新光大桥进行大跨度钢拱桥的非线性抗震分析，给出了新光大桥的动力特性和非线性地震反应分析结果，并对结果进行了分析，以期为大跨度钢拱桥的延性抗震设计提供依据。 论文的主要创新点：(1)在结构模型上，建立了用于桥梁墩柱弹塑性分析的钢筋混凝土弹塑性单元模型，通过静力缩聚的方法导出其刚度矩阵，并运用到大跨度桥梁的非线性抗震分析中； (2)在实现手段上，基于Strand7通用有限元程序的工作平台，结合对Strand7 API函数外部调用，采用Fortran 90语言编制程序实现了考虑几何非线性、材料非线性、多点激励、桩土共同作用等因素的大跨度桥梁非线性抗震分析。 论文的研究结果表明： (1)考虑桩土共同作用时桥梁结构各阶振型对应的周期有不同程度的增大，但由于大跨度桥梁采用了大型群桩基础，整体刚度较大，因此考虑桩土共同作用对大跨度桥梁结构动力特性影响不大。 (2)在纵向地震作用下，行波激励会大幅提高主拱肋的内力值，而多点激励一般也会提高主拱肋内力值，但提高的幅度不如行波激励的大；当同时考虑竖向地震作用时，主拱肋内力值也有较大幅度的增加。在横向地震作用下，多点激励会提高三角刚架墩底截面的内力值，尤其是剪力值和其弯矩，提高的幅度更大；多点激励还会大幅度提高主拱顶剪力值和主拱脚弯矩值；当同时考虑竖向地震作用时，主拱肋轴力值有较大幅度的增加。因此，在对大跨度桥梁进行抗震设计分析时，需要结合具体的桥梁结构形式并考虑不同地震作用激励条件对桥梁结构内力的影响。 (3)当考虑几何非线性因素时，纵向地震作用下主拱拱肋轴力与面内弯矩最大值比线性分析结果有所增大；横向地震作用下三角刚架墩底截面面外弯矩最大值则比线性分析结果有较大幅度的增加，而且主拱拱顶横向位移变化幅度也有所增加，尤其是在地震作用的后期。因此，在大跨度桥梁的抗震设计分析中需要考虑几何非线性因素的影响。 (4)延性抗震分析结果表明，新光大桥在P2概率水准地震作用下具有较好的延性抗震能力，但可以通过提高墩柱的体积含箍率进一步改善钢筋混凝土构件的延性，从而提高桥梁的延性抗震能力。改善桥梁延性抗震能力对于保证作为主要交通枢纽工程的大跨度桥梁在强震作用后恢复正常的工作状态具有重要意义。