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曲线梁桥对空间和线形有着良好的适应性，因此其在地形复杂、空间受限的情形下有着广泛的应用，并在整个桥梁结构中占据了较大的比例。在近几十年来的历次强震中，均发生了曲线梁桥破坏和倒塌的现象，表明对其抗震性能和抗震设计问题的研究尚存在许多不足之处。另一方面，随着强震观测技术，特别是地震动观测密集台阵的发展，国内外学者都深刻意识到地震动空间变化性对结构响应的影响，尤其对于桥梁、管线和大坝等延长型结构的影响是不可忽略的。虽然桥梁结构在空间变化地震作用下的响应已经得到了比较广泛的研究，但这些研究主要以直线桥为主。目前有关地震动空间变化性对曲线梁桥结构动力响应影响的研究主要以数值模拟为主，并且对地震动空间效应考虑比较充分的只有行波效应和不相干效应，而对于局部场地效应，大部分研究只考虑了土层规则分布的情形，对不规则土层分布所引起的局部场地效应缺乏足够的考虑。鉴于此，本文以常见的双柱式曲线连续梁桥为背景，通过振动台试验、随机振动分析和数值模拟，研究了曲线梁桥在空间地震动作用下的抗震性能及响应规律，主要研究工作及成果包括如下几点: 1.给出了不规则场地条件下空间变化地震动的合成方法。该方法通过场地传递函数将基岩功率谱转化为地表功率谱，从而有效地考虑了土层不规则性对地震动的影响。算例结果表明，所生成的场地传递函数能够较好地描述场地条件对地震波传播的影响，且合成的人工地震波与反应谱具有良好的兼容性。 2.提出了基于ANSYS软件平台和虚拟激励法的结构多维多点随机地震响应分析方法。该方法通过分解地表功率谱密度矩阵构造虚拟激励，可以充分考虑地震动的空间变化性;基于大质量法的原理，将虚拟激励以简谐激励的形式施加到结构支点处，并利用ANSYS的谐分析模块进行求解，从而避免了大量繁琐的编程工作。利用该方法和传统随机振动方法分别对单自由度体系和多自由度体系的随机地震反应进行了计算和对比分析，结果表明该方法计算效率大幅度提高，且仍具有很好的精度。 3.进行了空间变化地震动作用下曲线梁桥抗震性能的试验研究。设计制作了缩尺比例为1/10的曲线梁桥试验模型，考虑了行波效应、不相干效应以及局部场地效应对结构响应的影响，进行了曲线梁桥试验模型水平单向和双向激励下的振动台试验。结果表明，行波效应、不相干效应以及局部场地效应对曲线梁桥的动力响应均具有一定的影响，以不规则场地条件和土层分布所引起的局部场地效应较为显著，如果在抗震设计中不考虑这些因素的影响，将会错误地估计结构的响应;在水平双向地震激励下曲线梁桥的动力响应与水平单向激励不同，并且在双向激励下更容易发生支座失效和落梁。因此为了更准确地评估曲线梁桥的抗震性能，有必要在其抗震设计中考虑地震动的多维性。 4.分析了结构参数与地震动参数对曲线梁桥动力响应的影响规律。利用本文提出的基于ANSYS软件平台和虚拟激励法的结构多维多点随机地震响应分析方法，分析了地震动参数（视波速、相干性、场地条件及土层厚度）和结构参数（曲率半径和墩高）对曲线梁桥动力响应的影响规律。结果表明，地震动参数对曲线梁桥动力响应的影响规律基本上与试验结果相同;圆心角和墩高的变化均会改变地震动空间效应对结构响应的影响程度，即圆心角越大，墩高越高，地震动空间效应对结构响应的影响就越显著;相对于墩高的改变，改变圆心角不但会影响结构的自振频率，还会影响支座对上下部结构的约束程度，因此圆心角与墩高的变化会使地震动的空间效应对桥梁结构的动力响应分别产生不同程度的影响。 5.研究了在桥梁抗震设计中考虑地震动空间变化性的简化方法的适用性。以不同曲率半径的桥梁为例，对欧洲规范所给出的考虑地震动空间变化性的简化设计方法的适用性进行了研究。结果表明，该简化设计方法虽然可以简单、快速地考虑非一致激励的影响，但可能会低估地震动空间效应的放大作用，特别是对于曲线梁桥这种不规则结构;该方法无法估计结构响应的分布以及最不利反应发生的位置;对于上下部结构通过滑动支座等具有较明显非线性特征的支座连接的桥梁结构，该方法是不适用的。