地震动不仅包含三个平动分量,还包括三个旋转分量。而在实际工程和科研任务中,很少考虑地震动三个旋转分量对桥梁结构物和建筑结构的影响,但是对于高墩、大跨、非对称、异性结构这种质量中心和扭转中心不重合的结构而言,旋转分量将会加大这种结构的扭转响应,忽略旋转分量的影响,将致使结构处于不安全的状态。由于旋转地震动不容易被记录,因此,研究地震动旋转分量的主要难点是旋转分量的人工合成。旋转分量也和平动分量一样,具有空间性,只有采用正确的旋转分量合成方法,才能确保大跨结构在多维地震动下的安全性。本文为了较为真实的模拟旋转地震动及其空间性和多维性,从以下几个方面进行了研究:(1)依据天津宁河波实测地震动的三个平动分量和弹性波动理论,合成了地震动的三个旋转分量,并从旋转分量的峰值和功率谱两方面验证了该方法的正确性。(2)基于简化微极理论,结合天津宁河波实测地震动的三个平动分量合成了三个旋转分量。从旋转分量的峰值和功率谱两方面验证了该方法的正确性,并将基于简化微极理论合成的旋转分量与基于弹性波动理论合成的旋转分量输入至某大跨独塔悬索桥有限元模型中,对比分析了这两种合成方法的合理性及可取性。(3)在PEER数据库中选取了7条实测地震动,并利用简化微极理论旋转分量合成方法分别合成了这7条实测地震动的旋转分量。将7条实测地震动的三个平动分量和三个合成的旋转分量按照一定计算工况输入至某大跨独塔悬索桥有限元模型中,探究了地震动平动分量和旋转分量对桥梁结构地震响应的影响规律。针对最不利计算工况,对桥梁结构关键截面进行了承载能力分析。(4)基于随机振动理论,从功率谱的角度出发,合成了具有空间性和多维性的旋转地震动分量。考虑地震动入射角对桥梁结构旋转地震响应的影响,探究了地震动入射角与旋转地震动空间性和多维性对桥梁结构动力响应的影响规律。