随着我国成为世界第二大经济体,城市交通流量与日俱增。为了解决或缓和交通拥堵问题,近年来许多城市修建了大量的多支分叉曲线桥梁,其建筑形式优美,行车顺畅,与环境协调。但是,这类桥梁结构组成复杂,连接部位较多,受力远比直线梁桥复杂,在强烈地震下,会产生多维碰撞或倒塌破坏,其地震反应和抗震性能是当前研究的重要课题,意义重大。本文通过制作实体模型进行多维地震模拟振动台试验、建立有限元模型进行仿真分析等方法,对人字形分枝曲线桥梁进行地震反应分析和抗震性能研究。(1)探讨了国内外曲线桥梁的震害特点和发展现状,结合振动台试验对曲线桥梁在多维地震过程中的震害现象进行分析研究,对该类桥梁的震害规律进行总结。(2)探讨了多维地震作用下的抗震理论在曲线桥梁设计和分析中的应用问题。探讨了一致激励下曲线桥梁多维地震理论,对多维地震分析方法进行总结,主要方法有:多维反应谱法和多维时程分析法。(3)设计并制作了缩尺比例为1/20的人字形分枝曲线桥梁实体模型,进行单点多向地震模拟振动台试验,分析了模型结构墩顶顺桥向加速度和梁体跨中加速度、墩梁相对位移和邻梁相对位移、桥墩墩底应变等动力响应;分析了梁体和桥墩裂缝分布规律和开展原因;直线桥和曲线桥在不同烈度地震作用下动力响应区别;通过试验数据分析了单向、双向和三向地震作用对模型桥梁地震反应的影响。(4)通过大型有限元软件建立人字形分枝曲线桥梁动力计算模型,输入加速度峰值500gal的El-Centro波,分析了顺桥向墩顶加速度、邻梁相对位移、墩顶轴力和剪力、梁体跨中弯矩和扭矩等动力响应,发现三向和双向地震波输入下的加速度、相对位移和内力响应较单向地震下响应大,充分说明了多维地震的危害性更大。为使结构地震反应计算结果符合客观实际,确保结构的安全性和可靠性,建议设计分枝曲线桥梁时,必须进行多维多向地震反应分析。