近年来,为了加强城市之间的联系,方便人们的出行,高速铁路在这方面做出了巨大的贡献。桥梁,尤其是大跨度桥梁为铁路线路的畅通和平稳提供了强力的支持。但是,桥梁跨度的增加也带来诸多问题,例如大跨度桥梁的车桥耦合相互作用、地震作用及桥梁自身的非线性因素,这些问题极大地影响了桥梁的结构稳定性和车辆的运行安全性。因此,研究分析地震作用下大跨度斜拉桥车桥耦合非线性响应十分重要。本文采用大型通用有限元软件ANSYS对某大跨度斜拉桥进行建模分析。基于全过程迭代法计算了该桥梁的非线性响应并分析了桥上列车的安全性。以下是主要工作和结论:（1）简要阐述了当前高速铁路的运行情况和大跨度斜拉桥的发展状况以及斜拉桥非线性的相关理论。回顾了国内外研究现状,包括地震作用下车桥相互作用研究和大跨度桥梁非线性分析研究,结合已有的研究,指出了目前国内外学者对地震作用下大跨度斜拉桥车桥耦合非线性分析研究的不足,并提出了相应的解决方法和方案。（2）结合斜拉桥的结构特点,剖析了斜拉桥几何非线性多种因素,主要包括斜拉索的垂度效应、桥梁的梁柱效应以及大位移效应。解释了斜拉桥非线性影响因素的成因,并通过理论推导提出了桥梁几何非线性分析的基本方案,得到了斜拉桥几何非线性分析模型的应用基础。（3）基于大型通用有限元软件ANSYS,分别采用索单元、梁单元和板单元建立了某大跨度斜拉桥模型,并分述了桥梁主要结构建立模型的过程,根据斜拉桥几何非线性分析方法,考虑垂度效应修正了拉索的弹性模量。计算出斜拉桥各振型的自振频率,总结了前20阶振型的动力特征。（4）阐明了地震作用下的车-桥耦合系统的组成部分及建立方法;对复杂的列车模型进行了简化与修正,基于轮轨接触关系编写了车辆振动方程的MATLAB程序;采用地震库中的实测地震值对桥梁的地震进行了数值模拟;归纳总结了全过程迭代法的运作机制,并基于全过程迭代法,编写了地震作用下车桥耦合非线性分析程序。（5）依据建立的车桥系统动力分析模型,计算得到了地震作用下车桥相互作用的动力响应。分析了地震作用、车速、斜拉桥几何非线性等因素对车桥耦合动力响应的影响。结果表明:1)该斜拉桥的一阶模态为正对称曲线,与该斜拉桥铁路桥面最大位移响应分布曲线一致;桥梁竖向动力响应受地震作用和列车荷载的共同影响,横向动力响应主要受地震作用的影响。2)地震作用对该斜拉桥的桥梁及车辆竖向动力响应均有着明显的影响,部分动力响应指标处于危险状态。3)随着车速的增大,桥梁动力响应峰值均呈现为逐渐增大的趋势,列车的动力响应和各项指标逐渐增大,对列车运行速度比较敏感。4)三种斜拉桥几何非线性因素中,垂度效应影响最大,大位移效应次之,梁柱效应最小。混合非线性工况的桥梁和车辆动力响应均产生较大的增长。因此,在地震作用下大跨度斜拉桥车桥耦合动力响应分析中,考虑斜拉桥的几何非线性因素的影响是必不可少的。