随着时代对高效的持续追求,高速铁路列车运营时速不断提升,桥梁因在跨越复杂地形限制、实现线路封闭等方面具有诸多优势,在高速铁路中占线比例越来越高。简支箱梁刚度大、适应性强,在高铁建设中被大量采用。然而,我国地震带分布纵横交织,地震活动频繁,诸多高铁线路途径地震多发区,因此,地震发生时列车运行在桥上的几率非常高,这就增加了高速列车与桥梁之间相互作用的复杂程度,列车的运行安全面临挑战。本文基于车-桥耦合振动分析与桥梁地震动力响应基本理论及研究方法,以我国高速铁路CRH3型动车组列车及常用跨度简支梁桥为研究对象,建立了用于地震动力响应分析的列车-桥梁系统动力学仿真模型。考虑地震动随机变异性,采用动力时程分析方法对不同车速、不同地震波及不同地震动强度下列车与桥梁的耦合振动响应及其概率统计特性进行了研究。主要研究内容包括:(1)根据多体系统动力学基本理论和建模方法,在考虑轮轨接触关系、车辆悬挂等的非线性因素基础上,采用多体动力学程序SIMPACK与有限元软件ANSYS,分别建立列车多体动力学模型和桥梁有限元模型,并基于弹性体桥梁在多体系统中的集成方法,建立了考虑轨道不平顺的列车-桥梁系统耦合振动仿真模型。(2)基于列车-桥梁耦合振动系统,采用大质量法地震动输入方式施加地震激励,选取4条典型地震波,并通过IDA方式仿真计算了不同地震动强度、不同车速下列车-桥梁的耦合振动响应,对比分析地震动强度、行车速度对地震作用下车桥耦合振动动力指标的影响规律。并依据相关评价标准,对不同地震工况下列车的行车安全性、平稳性及桥梁的振动状态进行评定。(3)考虑地震动的随机特性,以杜修力-陈厚群功率谱函数为基础,基于随机振动理论,将谱强度因子、场地卓越频率与阻尼比作为随机参数,用三角级数法转换地震动功率谱函数,合成人工地震加速度时程样本。根据Monte-Carlo随机模拟方法,以合成的加速度样本作为地震输入进行列车-桥梁系统随机地震响应分析,并根据计算结果利用Matlab编制程序,获得列车及桥梁地震响应的概率统计规律。以行车速度、地震动峰值强度为控制要素分析不同行车条件及地震条件下列车-桥梁响应概率特性的变化特点。