周期性高架桥结构是一种非常重要的结构形式。为了对此类结构进行系统的动力分析,本课题把周期性高架桥结构定义为一种声子晶体结构,并把声子晶体结构的相关理论应用于其动力分析。为了建立刚性支撑周期性高架桥结构的能带计算模型,本课题首先建立了高架桥上部结构的力学模型。根据所建立上部结构的力学模型,利用传递矩阵方法和布洛赫定理,建立了刚性支撑周期性高架桥结构的能带计算模型,及在地震波和移动载荷作用下高架桥的动力响应计算模型。根据边界元方法建立了桩-半空间地基共同作用的计算模型。利用该模型,并根据上部结构和桩基础的耦合条件,传递矩阵方法及布洛赫定理,建立了均质及上覆流体层半空间地基上高架桥结构的能带计算模型,及地震波作用下高架桥结构动力响应的计算模型。基于上述上部结构和桩基础的计算模型,利用超元胞方法,本课题还建立了带缺陷跨高架桥结构的能带计算模型,以及缺陷高架桥在地震波作用下的动力响应计算模型,并分析了其动力响应和其缺陷态的关系。利用上述上部结构和桩基础计算模型,本课题还研究了失谐周期性高架桥结构的振动局域化问题,基于Wolf算法,计算了失谐周期性高架桥结构的Lyapunov指数。此外,基于本文所建立的波数域内半空间土和桩基础的计算模型,本课题还对排桩隔振进行了数值模拟;为了提高排桩的隔振效果,本课题还提出了一种新型的排桩隔振结构,即联结式排桩隔振结构。本课题的研究,为周期性高架桥的各类动力设计提供了重要的理论基础,为提高排桩隔振的效果提供了有效的新途径,为各类周期性结构和土体共同作用的计算提供了有效的计算模型。 2100433B