随着我国经济的发展,铁路建设也进入了高速发展的时代,而铁路桥梁也在这时期得到大力发展。钢管混凝土拱桥作为一种新兴桥型,被越来越多的应用到铁路建设中来。在当今地震灾害频发的背景下,桥梁的抗震性能得到了足够的重视,桥梁抗震性能研究也显得尤为重要。本文结合某座铁路拱桥,对其动力特性、地震响应以及抗震性能优化展开研究。本文研究背景为德大铁路线上一座80m下承式刚性系梁刚性拱拱桥,分别在MIDAS中建立空间杆系模型,在ANSYS中建立空间板壳模型对桥梁结构的动力特性进行分析。在模型误差可容许范围下对桥梁的动力特性进行分析,并将本桥和一座同规模同桥型的公路桥梁进行频率、自振特点的对比分析。同时对比分析了矢跨比、拱肋内倾角、横向联系形式等参数对桥梁结构动力特性的影响。选取了三种不同破坏程度的地震波,并结合国内外的抗震规范对地震波进行组合,得到了八种不同工况,采用时程分析方法研究不同组合条件下桥梁结构的地震响应,并作对比分析。确定了在地震下最危险截面,对危险截面进行了时程位移分析,掌握了位移变化的规律。对比分析了不同单元(梁单元和板单元)的地震响应,提出了对抗震性能分析时对单元选择的建议。提取了桥梁关于吊杆控制力的影响矩阵,通过影响矩阵的计算分析以及调节吊杆的初拉应力,在不同控制条件下对桥梁的抗震性能进行优化,并将优化后的桥梁地震响应与优化前的进行对比分析,确定了优化方案的可行性。