我国高速铁路桥梁基础占比较高,由于桥梁作为散体道床的基础刚度较大,导致轨道结构弹性不足,桥上有砟道床粉化严重,养护维修成本急剧增加。随着我国高速铁路运营时速和人们对于乘坐舒适要求的进一步提高,对桥上有砟道床的服役性能和安全运维也提出了更高的要求,因此需要针对高速条件下桥上有砟轨道开展更深入的动力学特性研究。本文基于离散元与多体有限元耦合的方法建立了桥梁-有砟轨道动力学耦合模型,利用该耦合模型分析了桥上有砟道床力学特性沿桥梁纵向和横向的变化规律,确定了散体道床在桥上的不利区域,同时分析了不同运营条件对桥上有砟道床力学特性的影响,并针对不同减振措施对道床力学特性影响进行了分析。具体的研究内容和成果包括:(1)基于离散元与多体有限元耦合的方法建立了高速铁路桥梁-有砟轨道动力学耦合模型,并通过与实测和文献数据对比完成了模型验证。本文首创提出了基于离散元与多体有限元耦合的方法开展高速行车条件下桥上有砟轨道力学特性研究,解决了散粒道砟组成的道床无法与上下部结构相互作用的难题;基于该方法建立的高速铁路桥上有砟轨道耦合模型,既能够考虑细观尺度道砟的散体特性与颗粒间相互咬合堆叠关系,又能够反映宏观整体道床与上下部结构之间的相互作用。(2)基于耦合模型分析了桥上不同区域散体道床力学特性的变化规律,研究得到了桥上散体道床的不利区域,可为今后桥上有砟轨道的设计和养护维修提供一定的指导依据。基于验证后的桥梁-有砟轨道动力学耦合模型进行了道床力学特性沿桥梁纵向和横向变化规律的研究,研究表明道床振动加速度和道砟颗粒接触力沿桥梁纵向呈现先减小后增大的变化规律,其中在桥梁端部达到最大,而桥梁跨中区域最小;道床累积沉降的变化规律与之相反,靠近桥梁跨中区域较大而梁端最小;道床动力响应沿横向满足轨枕正下方区域最大,轨枕侧边下方区域次之,轨枕外侧区域最小的变化规律。(3)基于耦合模型开展了高速铁路不同运营条件对桥上有砟道床力学特性的影响分析。基于建立的桥梁-有砟轨道耦合模型研究了不同行车速度、不同列车轴重以及不同桥梁跨度对桥上有砟轨道道床力学特性的影响,结果表明随着列车速度的不断提高、轴重的增大,道床动力响应不断增大,而桥梁跨度的增大会减小跨中区域道砟颗粒的接触力和道床振动加速度,但会增大道床沉降;由于行车速度较高时引起的道床的动力响应较大,因此当车速较高时需要采取一定的减振措施。(4)建立了不同减振措施条件下桥梁-有砟轨道耦合模型,研究了不同减振措施对道床力学特性的影响,并经过分析给出了改善桥上有砟道床力学特性的减振措施建议方案。基于耦合模型研究了不同刚度的枕下胶垫和不同砟下垫层对桥上有砟道床力学特性的影响,给出了建议采用的枕下胶垫刚度范围和砟下垫层类型;在此基础上研究了不同刚度枕下胶垫组合不同砟下垫层对道床力学特性的影响;结果表明,不同减振措施的应用均能改善道床的动力响应,但会增大结构变形;枕下胶垫刚度建议在60～100k N/mm范围内,三种砟下垫层中建议采用沥青混凝土垫层;将枕下胶垫和砟下垫层组合后,枕下胶垫发挥最佳减振性能的刚度取值较单独采用时有所改变,组合减振措施中枕下胶垫建议刚度范围为100～180k N/m,砟下垫层建议采用沥青混凝土垫层;综合分析不同措施对道床力学特性的影响,发现采用组合减振措施相比单一减振措施在道床力学特性的改善方面并未有明显提高,且会显著增加成本,因此不建议采用;综合不同减振方案对道床力学特性各方面的影响,枕下胶垫和沥青混凝土垫层在不同道床力学特性影响方面各有优劣,应根据现场具体情况合理选用。