随着桥上无缝线路的快速发展,刚构桥在铁路中的应用越发广泛,在需要跨越丘陵、河谷、深水和既有公路或者铁路等高低起伏较大的地形被广泛采用。刚构桥结构复杂,是高次超静定结构,各结构部件之间的力学传递机理复杂,增大了研究高速铁路刚构桥上无缝线路的难度。本文综合分析国内外研究现状,根据高速铁路刚构桥和轨道结构,建立详细的刚构桥梁-板-轨相互作用的空间耦合模型,计算分析刚构桥上无缝线路纵向力分布规律及其影响因素,具体的研究内容如下:1.建立了刚构桥上CRTSⅠ型双块式无砟轨道和CRTSⅢ型板式无砟轨道无缝线路空间耦合模型。基于刚构桥上无砟轨道无缝线路的组成和特征,基于梁-板-轨相互作用,并且考虑钢轨、轨道板、自密实混凝土层、凸台、弹性垫层、隔离层、底座板和扣件的相互影响,使用ANSYS有限元软件建立刚构桥上CRTSⅠ型双块式无砟轨道和CRTSⅢ型板式无砟轨道无缝线路空间耦合模型。2.对比分析了刚构桥上CRTSⅠ型双块式无砟轨道和CRTSⅢ型板式无砟轨道无缝线路纵向静力特性。基于所建立的刚构桥上两种无砟轨道无缝线路空间耦合模型,以伸缩、挠曲、制动和断轨工况为例,对比分析刚构桥上CRTSⅠ型双块式无砟轨道和CRTSⅢ型板式无砟轨道无缝线路纵向力分布规律,并根据轨道结构、桥梁纵向受力与变形特性,得出在刚构桥上使用CRTSⅢ型板式无砟轨道更优的结论。3.研究了扣件纵向阻力和扣件铺设方案对刚构桥上CRTSⅢ型板式无砟轨道无缝线路纵向受力及位移的影响。基于所建立的刚构桥上CRTSⅢ型板式无砟轨道无缝线路模型,依次分析了扣件纵向阻力、小阻力扣件铺设方案等因素对刚构桥上无砟轨道无缝线路纵向受力及变形的影响,为了使结构纵向力与位移减小,对刚构桥选取扣件和扣件铺设方案提出合理化建议,结果表明:使用小阻力扣件能有效减少钢轨纵向力,但会增加轨板相对位移,在低温条件下钢轨断缝值过大不宜使用小阻力扣件;在刚构桥边跨及相邻两跨简支梁处采用小阻力扣件的方案更优。4.研究了其他多种因素对刚构桥上CRTSⅢ型板式无砟轨道无缝线路纵向静力的影响。基于所建立的刚构桥上CRTSⅢ型板式无砟轨道无缝线路模型,依次分析了墩顶纵向刚度、弹性垫层弹性模量、隔离层摩擦系数、无砟轨道结构伸缩刚度的等因素对刚构桥上CRTSⅢ型板式无砟轨道无缝线路纵向力与位移的影响,研究结论为刚构桥上无砟轨道无缝线路结构设计优化及养护维修提供理论依据。结果表明:墩顶纵向刚度改变需对制动工况下的梁轨结构进行安全检算;弹性垫层模量、隔离层摩擦系数的改变对结构受力变形的影响不大;使用单元板轨道结构有利于抵抗轨道结构开裂导致轨道板强度下降的问题。