随着轻质、大跨度桥梁结构的应用以及车辆速度的不断提高，传统的移动载荷模型 已经不能够准确地描述车辆过桥所引起的动力行为，需要用包含惯性耦合效应的移动质 量模型取而代之。由于车桥相互作用的位置随时间变化，车桥惯性耦合系统是一个复杂 的时变系统。时变系统动力学的研究是结构动力学领域研究的一个新的热点，无论在理 论建模、数值算法还是工程应用方面都有重要意义。 本文较为系统地研究了车桥耦合系统的时变动力学建模和求解问题，主要工作包 括： 1.通过对传统的动力分析数值方法进行考察，发现由于时间步长的敏感性，这些方 法不太适合时变系统。考虑到车桥质量比一般小于0.5的实际情况，确定以摄动 法作为求解车桥耦合时变动力学问题的主要手段。 2.在已有的匀速移动质量简支梁模型中加入哥氏力和离心力效应，建立了系统的时 变动力学方程，采用小参数摄动法进行求解。通过具体算例，分析了车速和质量 的影响以及传统的移动载荷模型的误差。 3.进一步考虑车辆加速或减速运动时的情形，建立了匀加速移动质量简支梁系统的 动力学模型，采用摄动法得到问题的解。分析了车辆加速度对系统振动响应的影 响。 4.建立了有限多个车辆过桥时的车桥耦合时变动力学模型，给出了多点耦合问题的 近似求解方法。分析了不同车数、车速和车距等参数对系统动力响应的影响。 5.针对我国高速铁路斜拉桥规划，建立了一种简化的高速车辆一斜拉桥系统耦合动 力学模型，并给出了该问题的多尺度摄动解。这一工作对于高速铁路斜拉桥的设 计有一定的参考价值。 关键词：车桥耦合 时变结构动力学 移动荷载模型 移动质量模型 摄动法斜拉桥