在国内外的震害中，桥墩破坏引起的桥梁震害非常严重。加之我国早期建设的铁路桥梁多采用重力式桥墩，设计时对地震作用考虑不足。因此，研究重力式桥墩的抗震性能和破坏模式，分析桥墩的非线性地震响应，建立桥墩抗震设计方法，均具有十分重要的理论价值和实际意义。本文基于能力设计原理基础之上，通过弹塑性地震反应分析方法，系统的分析研究了各设计参数对桥梁延性性能的影响规律，并提出了较为准确的桥墩抗震分析公式和分析模型，取得了一些有价值的结果。主要的研究工作和结论如下：1．深入研究了重力式桥墩破坏模式，分析了混凝土和钢筋的应力~应变特性及计算公式，重点研究了桥墩弯曲破坏和剪切破坏模式，提出了判断其破坏模式的建议公式。2．重点研究了重力式桥墩延性抗震理论，提出了桥梁的简化延性抗震设计理论和运用Takeda模型模拟钢筋混凝土桥墩塑性变形性能的力学恢复力模型的思想。3．以一座重力式桥墩为原型，建立墩底出现塑性铰的单墩有限元计算分析模型，.运用通用有限元分析软件SAP2000，在考虑不同的轴压比、配筋率和体积配箍率及不同场地和不同地震烈度的情况下，进行了大量弹塑性地震反应分析，得出以下结论：（1）随着桥墩轴压比的增加，桥墩的屈服弯矩和屈服曲率随之增加，截面的极限曲率随之降低，曲率延性成凹曲线式下降。（2）随着桥墩截面配筋率的增加，桥墩的屈服弯矩随之增加，截面的曲率延性随之降低；随着体积配箍率的增加，截面的极限曲率和曲率延性显著提高；当配筋率一定时，增加桥墩体积配箍率可以线性增加桥墩的延性，但当配箍率超过某一临界值时，其延性基本不再增加，桥墩由核心混凝土达到其极限压应变而破坏转变为受拉区钢筋达到其极限拉应变而破坏。（3）当桥梁上部结构和桥墩高度不变的情况下，调整桥墩截面尺寸大小(即改变桥墩的剪跨比)，可以改变桥梁的延性性能。但是剪跨比太小或太大，都将使结构的延性降低，耗能能力变差。（4）随着上部结构质量的增加，桥墩的屈服弯矩、屈服位移和位移延性系数随之增大。在桥墩截面和墩高相同的情况下，计算结果表明，桥梁结构跨度越大，其位移延性系数越大。