近年来,随着经济发展的需要,工程技术的进步,桥梁作为交通网络系统上的枢纽工程得到快速发展。各种跨江、跨河甚至跨海大桥越来越多地出现在人们日常的经济生活中,地震作用下桥梁结构与水动力相互作用的研究是当前桥梁领域中研究的难点之一。本文以杭州湾大桥为原型,进行了水下振动台试验研究,分析了水下桩基桥墩在地震作用下的动力特性和动力反应,揭示了桥墩在地震作用下的破坏机理。主要内容有三部分：1利用相似理论建立桥墩模型并对其正确性进行验证。桥梁水下墩柱结构由于周围水体的存在给模型试件的设计带来了困难,限制了动力模型试验的发展。本文采用量纲分析法和方程分析法,针对目前水下混凝土桥梁墩柱结构模型试验相似关系存在的问题进行了探讨,在保证截面刚度相似的前提下对原有模型相似关系进行调整,放松对截面形状的相似要求,得出了适用于水下桥梁墩柱结构模型试验的相似律。根据所得相似律以某桥墩为原型,对桥墩原型和相似模型进行了有限元数值模拟,结果表明原型和模型相应物理量满足相似关系,模型相似律是合理的。2对桥墩模型进行了水下振动台试验。首先从模型制作、仪器介绍和加载实施等方面详细论述了此次振动台试验的整个过程,然后对桥墩模型试验数据进行了分析和讨论。试验测定了在桥墩在有水和无水情况下的动力响应特性,分析了动水力对桥墩的影响程度,通过模型试验,记录了墩体从产生裂缝到破坏整个过程,探讨了桥墩在不同工况下的动力反应包括位移,加速度等,试验还测得了墩体周围水体的动力反应,包括波高和动水压力,为后续的流固耦合提供了宝贵的试验数据。3建立有限元模型进行数值模拟并与实测值比较。针对不同的工况选取某一工况地震波作为外部激励输入到数值模型中。在试验过程中,影响水下桥墩模型振动反应的因素众多,数值模拟中不可能顾及所有因素,因此数值模拟分析与实测值之间肯定有差别,计算结果表明；模型结构和数值模型的动力反应基本相同,其中位移反应误差较大接近7.7%,总体是合理的。