随着高铁的大力发展,桥梁在高速铁路沿线的占比越来越大,越来越多高铁线路直接跨越地震多发地区,地震下车-桥系统的相互作用逐渐引起了学者们的重视,学者们相继提出了详细的地震-车-桥动力学分析模型,以评估在地震下列车经过桥梁时的行车安全性,但仍有部分问题尚未解决:大多数现有的地震下车-桥模型把桥梁视为线性结构,没有考虑桥梁非线性对耦合系统的影响;在高烈度地区,常采用摩擦摆式隔震支座来降低桥梁震害,但摩擦摆支座对行车安全性的影响尚不明确。本文的研究内容包括:(1)当前尚无成熟的地震-车辆-轨道-桥梁非线性分析商用软件。本文利用现有的车辆-轨道-桥梁分析理论,开发地震-车-轨-桥非线性分析软件。该软件支持轮-轨非线性接触计算与轮-轨分离,同时对Open Sees进行封装,开发相应接口,使Open Sees能够更好地运用于车-桥分析。运用异步长分析算法,提高了车-轨-桥动力系统的计算效率并利用商用有限元程序验证了该软件的有效性。(2)利用非线性-车-轨-桥计算程序,计算列车通过50跨设置了摩擦摆式支座的简支梁桥时的动力响应,并同设置了一般支座的简支梁桥作对比,分析了摩擦摆式支座对高速列车行车安全性的影响。结果表明,摩擦摆支座能够显著的降低桥上车辆的加速度、轮轨相对位移以及轮轨横向力。对于本文中的简支梁桥,合理设置摩擦摆式支座有利于提高地震条件下的桥上车辆安全性。(3)在实际工程中,摩擦摆式支座出现滑动的时机不可能完全一致,以及滑动量不一致,以上原因都会导致在简支梁桥相邻两跨的梁端出现横向错台,进而影响高速列车通过桥梁时的行车安全性。本文利用简化模型与数值计算程序研究了限位销剪断力,摩擦系数,钢轨约束等对横向错台的影响与在不同条件下错台的分布,最后研究了在地震作用下,高速列车通过设置了摩擦摆支座的50跨简支梁桥(考虑错台)的动力响应。结果表明,错台能够显著增加轮轨横向力,轮轨抬升量与轮轨横移量这些脱轨指标,降低行车安全。