曲线梁桥因具有线路适应性好、美观等特点,在桥梁建设中得到广泛使用,并在路网中发挥着重要作用。但由于曲线梁桥特殊的几何构造,结构受力特性比较复杂,地震荷载作用下的结构损伤风险增加。在破坏性地震作用下,曲线梁桥发生了不同程度震害的案例。总结分析曲线梁桥震害特征,可以发现支座、限位装置的布置是影响曲线梁桥地震响应的关键因素。因此,建立支座、限位装置等的合理分析模型是获取曲线梁桥抗震性能的基础。鉴于此,本文将采用试验和数值计算相结合的方法,通过研究分析约束体系(由支座和限位装置组成)的力学性能,展开对曲线梁桥地震响应及合理约束体系设计的研究。主要研究工作及成果如下:1.归纳总结了汶川地震中采用不同约束体系的曲线梁桥震害;采用非线性时程方法,对比分析了不同水平地震动作用下不同约束体系曲线梁桥地震响应及构件的受力状态,探讨了采用不同约束体的曲线梁桥传力及耗能机制,揭示了曲线梁桥震害机理。2.开展了板式橡胶支座的力学性能试验研究。以不设置顶底钢板的无锚固板式橡胶支座为研究对象,进行了循环大位移拟静力试验。结果表明,板式橡胶支座受力变形主要表现为纯剪切变形、支座顶底面翘曲及摩擦滑移3种状态;发生摩擦滑移后的支座表现出稳定的力-位移滞回关系,其摩擦滑移特性可起到“保险丝式单元”的作用,有利于减小传递至下部结构的地震力;提出了能合理反映支座滑移前后受力特性的板式橡胶支座分析模型。3.开展了混凝土挡块水平循环加载破坏试验。对比了不同设计参数下混凝土挡块的破坏形态,分析了不同设计参数对混凝土挡块水平承载力、刚度及延性的影响规律,提出了可较好反映地震作用下混凝土挡块的限位能力的混凝土挡块分析模型。4.分析了不同约束体系分析模型对曲线梁桥地震响应的影响,表明考虑本文提出的约束体系分析模型的曲线梁桥有限元分析模型能较好反映结构震害现象及构件受力状态,忽略挡块限位能力的下降将会低估上部结构位移及高估下部结构地震力,在桥梁抗震分析中建议采用本文提出的约束体系分析模型。5.针对曲线梁桥主梁易与切向桥台及径向挡块间发生双向碰撞现象,对比分析了不同碰撞模式下曲线梁桥地震响应,并与等效直桥分析结果进行对比,发现碰撞效应是主梁发生转动的主要原因,指出两个方向上的碰撞效应之间会相互影响,揭示了曲线梁桥碰撞作用机理。6.分析了结构参数对曲线梁桥地震响应的影响规律,提出了曲线梁桥合理约束体系设计参数取值建议。基于本文提出的约束体系分析模型,并考虑非线性碰撞效应的影响,建立了不同约束体系曲线梁桥有限元分析模型,分析了曲率半径、墩高布置、跨数及跨径对不同约束体系曲线梁桥地震响应的影响,得到了不同参数影响下曲线梁桥地震响应变化规律,建议了曲线梁桥约束体系合理设计参数取值。并采用Tornado图形法对曲线梁桥地震需求进行敏感性分析,对不同结构参数影响程度进行了排序,找出了对结构地震需求影响显著的参数。7.基于概率性地震需求分析(PSDA)方法,研究了不同约束体系曲线梁桥的地震易损性。结合试验结果,定义了不同构件极限破坏状态,通过回归分析得到了构件概率地震需求模型,建立了不同约束体系曲线梁桥构件及系统易损性曲线,得到了不同约束体系曲线梁桥在不同损伤状态下的易损性,探讨了不同约束体系曲线梁桥抗震性能差异,综合评价了约束体系对曲线梁桥抗震性能的影响。