高墩桥梁在我国西部高烈度地区被广泛应用,墩身地震时易损坏,且震后不宜修复,本课题提出一种新型的高墩结构,通过可以更换的横向联结系,将地震时的损伤尽可能多的集中在横向联结系上,利用横向联结系进行耗能减震,保护主要构件。其目的是小震时墩柱与横向联结系于弹性状态,协同工作共同抵抗地震;强震时主要构件基本无损伤,次要构件损伤可修复或可更换。为研究新型可更换构件铁路桥墩的抗震性能,在本文中设计并制作了一个缩尺模型桥墩,选取3条地震波作为振动台台面输入激励,然后对新型铁路高墩模型桥墩进行了地震模拟振动台试验。基于OpenSEES平台对新型铁路高墩模型振动台试验进行模拟,提出新型铁路高墩结构的数值模拟方法。具体工作及研究成果如下:(1)回顾总结了国内外高墩抗震的发展历程。重点关注了新型高墩的结构形式的发展,阐述了进行高墩结构新形式研究的必要性。(2)基于震后主要构件基本无损伤次要构件损伤可修复或可更换理念,设计并制作了新型铁路高墩缩尺模型,研究在地震作用下新型铁路高墩的抗震性能,通过振动台试验获得墩身加速度反应、位移反应及次要构件的应变变化规律。(3)通过振动台试验研究获得了该新型铁路最不利横向联结系以及横向联结系中最不利杆件的位置。(4)模型桥墩在设防地震下横向联结系的作用效果良好,主要构件和次要构件协同工作,强震时利用次要构件耗能减震、主要构件震后基本无损伤,实现了主要构件在地震中基本无损伤,次要构件损伤可修复或可更换理念,该新型可更换构件桥墩具有较好的抗震性能。(5)基于OpenSEES平台模拟新型铁路高墩模型振动台试验,采用基于刚度法的非线性梁柱单元模拟混凝土墩柱及横向连接系,通过对比试验结果分析发现,有限元数值模型能够较好的模拟振动台试验,加速度、位移和应变值能够和试验结果较好的吻合。