随着交通流量的日益俱增，双层高架桥梁应用越来越广。由于双层高架桥梁自身结构的特殊性和其在交通线中的重要性，双层高架桥梁的抗震设计应当给予更多的重视。 本文针对双层单柱式墩桥梁的结构特点，以闵浦二桥工程为背景，按照相似原理设计单墩模型，分别按照无列车活载质量、有列车活载质量(无挡块)、有列车活载质量(有挡块)三种不同的模型结构，进行了模型模拟振动台试验。通过对试验结果的处理分析，总结了不同结构下的双层单柱式桥墩动力特性及地震响应的特点及规律，并通过试验结果与理论计算结果的对比验证有限元分析软件的科学性及正确性。 本文还利用增量动力分析法(IDA)分别对双层单柱式桥墩的纵横向弹塑性地震响应特点进行了研究，讨论高阶振型对双层单柱式桥墩抗震性能带来的影响，并总结了双层单柱式桥墩弹塑性地震响应的特点及规律。 最后，对进一步工作方向进行了简要的讨论。