具有可恢复功能的摇摆桥墩是提高桥梁抗震性能的新方向。本文以墩底外侧加装曲面的滚动摇摆桥墩为研究对象,基于MATLAB平台,采用理论分析与数值计算相结合的方法,研究了自由滚动摇摆桥墩和加装限位装置的受控滚动摇摆桥墩的回复力特性和动力响应,提出了限位装置参数的设计方案。全文主要的研究工作如下:(1)研究了圆弧形和椭圆形自由滚动摇摆桥墩的回复力特性,提出了基于恢复系数的碰撞效应分析方法。此外,以高低墩简支梁桥为对象,以摇摆时上部梁体仅产生平动为目标,建立了低墩墩底的滚动摇摆曲线方程并提出了两种近似解法。(2)以圆弧形自由滚动摇摆桥墩为对象,分析了桥墩自由摆动的周期特性和阻尼特性,研究了桥墩在简谐荷载作用下的倾覆规律和摇摆响应,并选取25条近断层速度脉冲型地震动记录和25条远场地震动记录,讨论了桥墩在不同地震动作用下的摇摆响应和倾覆规律。(3)分析了加装弹脆性和弹塑性限位装置后受控滚动摇摆桥墩的摇摆响应,研究了在半周期简谐脉冲和所选50条地震动作用下限位装置参数对桥墩倾覆临界加速度的影响规律。(4)对比了传统固结桥墩和自由滚动摇摆桥墩在所选50条地震动作用下的响应,分析了限位装置参数对桥墩摇摆响应的影响规律,提出了两种限位装置设计方案。结果表明,限位装置可以在增大桥墩倾覆临界加速度的同时有效控制墩顶的位移响应,进一步改善桥墩的抗震性能。