超高车辆撞击跨线桥梁上部结构事故的频繁发生给桥梁结构安全运营带来了严重威胁。正常情况下桥梁上部结构以承受竖向荷载为主,未充分考虑横向施加的外力作用,特别是在车辆撞击等冲击荷载作用下,桥梁结构的侧向损伤必定会对结构的竖向承载性能产生显著影响,有必要开展桥梁上部结构在超高车辆侧向撞击下的研究工作,阐明侧向撞击下结构损伤程度对其竖向承载性能的影响。本文基于高精度显式动力有限元分析方法,采用文献报道的试验数据对所建立的数值模型准确性进行验证,对普通钢筋混凝土（RC）梁在侧向撞击下的动态响应和撞后竖向承载性能进行研究,在此基础上以一座跨线预应力混凝土空心板桥遭受超高车辆撞击为工程实例,研究其在标准双轴卡车撞击下的动态响应及损伤机理,分析了不同碰撞参数下损伤后结构的竖向承载性能,同时提出了一种超高韧性混凝土（ECC）板-薄壁钢管组合防护装置,并对其防撞性能和参数敏感性进行了深入分析。主要研究内容和成果如下:（1）系统阐述了国内外目前对RC梁抗冲击性能以及桥梁结构抗车辆撞击性能的研究现状,对比了欧洲规范（BS EN1991-1-7）、美国规范（AASHTO LRFD-2017）和我国公路桥涵设计规范（JTG D60-2015）中对于车-桥碰撞力的规定,指出了目前对于超高车辆撞击桥梁上部结构问题研究的不足。（2）通过对文献报道的RC梁落锤冲击试验进行数值仿真,验证了本文研究采用的数值模型建立方法、材料模型、接触类型以及沙漏控制技术较为合理,能够正确反映结构在碰撞荷载下的动力响应和损伤特征。（3）以落锤侧向冲击RC梁为例,计算了不同冲击工况下结构的动态响应,探讨了损伤后结构竖向承载性能的变化规律及下降机理,基于竖向剩余承载力方法对结构的损伤程度进行分类,分析了不同计算参数对结构损伤程度的影响,提出了用于评估RC梁损伤程度的M-V曲线。研究表明,RC梁在侧向撞击损伤后其竖向承载性能均发生下降,损伤后的混凝土和钢筋应力-应变关系变化是导致结构竖向承载性能下降的主要原因。（4）对超高车辆撞击预应力混凝土空心板桥进行精细化仿真,研究了不同碰撞参数下桥梁结构的动态响应,分析了车-桥碰撞过程中被撞梁的塑性损伤,探讨了撞击速度、车辆载重、撞击高度、撞击角度和混凝土强度等不同因素对被撞梁竖向承载性能的影响。研究发现,在超高车辆撞击下,预应力混凝土空心板桥以局部损伤为主。在不同分析参数下,被撞梁损伤后的竖向极限承载力下降水平均在15%以内,但在预应力筋撞断失效情况下,被撞梁竖向承载性能及变形刚度将会大幅度衰减,严重影响桥梁结构安全。（5）针对桥梁上部结构被超高车辆撞击问题,提出了ECC板-薄壁钢管组合防护装置并对其抗撞性能进行了深入分析,基于响应面法对防护装置设计参数的敏感性进行探讨。研究发现,该防护装置可以有效降低被撞梁在超高车辆撞击下的损伤,能够起到对桥梁上部结构的防护作用。目标响应对ECC板的厚度和薄壁钢管个数敏感程度较高,而薄壁钢管厚度对目标响应影响较小。