历次强烈破坏性地震的震害表明，上部结构发生落梁是地震中桥梁结构最为常见和严重的失效形式之一。落梁会造成交通中断，严重影响抗震救灾行动，并且震后修复难度很大;此外，落梁时梁端很可能会撞击桥墩，导致桥梁的整体倒塌，从而造成更大的震害。目前，国内所采用的防落梁手段一般为定性构造措施，缺乏充分的计算分析，在地震作用下很难真正起到防落梁效果。　　基于此背景，本文对国内外防落梁设计理念和控制措施进行了系统性的分析比较，并在此基础上提出了一种新型耗能多级防落梁失效控制系统，通过数值模拟手段对其可靠性和有效性进行了验证，揭示了控制参数对落梁失效控制效果的影响规律。　　论文的具体研究内容如下:　　(1)在查阅大量国内外相关文献的基础上，对各国规范中的防落梁规定、现有的防落梁设计理论、防落梁装置以及各国学者所提出的简化碰撞模型等方面的研究现状进行了系统的回顾与总结，为本文的后续研究提供了理论基础。　　(2)以混凝土梁式桥为研究对象，对国内外防落梁设计理念和控制措施进行了系统的对比分析。将中、日、美、欧洲及中国台湾等国家和地区的桥梁抗震设计规范中有关防落梁抗震措施及设计方法的规定进行归纳与分析，在此基础上评估了各国规范在不同桥梁结构型式下的计算结果。研究表明:防落梁系统的规范规定主要从梁端最小搭接长度和限位装置设计两个方面进行研究，国内的防落梁系统研究还有待发展。　　(3)对现有的落梁失效控制模式进行了评价，在此基础上，从有效控制墩梁相对位移和保护桥墩安全性双重控制目标出发，提出了一种能够在不同设防水准实现两级控制模式转换的新型耗能多级落梁失效控制模式，阐释了该多级控制模式的工作机理，建立多级控制系统的力学模型，实现了系统的装置开发。研究表明:新型耗能多级落梁失效控制模式可以充分体现耗能减震、多级设防和结构分灾的抗震设计思想。　　(4)建立了失效控制下混凝土梁桥的有限元分析模型，对桥梁结构的地震反应进行了数值模拟，对不同落梁失效控制模式的控制效果进行了比较，对控制参数影响规律进行了分析，验证了新型耗能多级落梁失效控制模式的可靠性及有效性。研究表明:新型耗能多级落梁失效控制模式可以很好地综合连梁模式和限位模式的优点，在不过度增大桥墩地震作用力的情况下，可以显著的减少主梁相对位移、梁-墩之间的相对位移、桥台处位移、桥墩剪力和相邻桥联间的碰撞力。