钢筋混凝土简支梁桥广泛应用于我国铁路桥梁,近20余年来,客货列车多次提速使钢筋混凝土简支梁桥所受的循环荷载增大,导致其伤损程度加剧,给行车安全带来隐患。据调查,目前中国已建成的桥梁超过60万座,超过20万座为钢筋混凝土简支梁桥,其中有相当数量已出现不同的伤损,因此研究伤损混凝土铁路简支梁桥在客货列车作用下的动力特性显得十分重要。本文采用现场测试、模型试验与数值模拟相结合的研究方法。首先对辛泰铁路40号梁桥进行了截面尺寸测量、动力性能测试与受迫振动测试,通过将测试结果与规范相比对,评价了桥梁当前服役状态,并为后续修正、验证模型提供了依据;其次,对以40号桥梁为原型设计制作的缩尺简支梁进行了交变荷载试验,验证了结构动力性能伴随结构伤损而降低的特性;第三,分析了客运列车、货运列车、有砟轨道物理模型,通过弹簧-阻尼单元实现有砟轨道内部各组件、桥梁与有砟轨道之间的相互作用关系,并将桥梁伤损与轨道高低不平顺作为外部激励导入到车-轨-桥耦合振动模型中;最终,建立了考虑桥梁伤损程度(0%~50%)与轨道高低不平顺的客货列车-有砟轨道-桥梁动态耦合有限元模型,通过将模型仿真计算结果与辛泰铁路40号桥实测结果相对比,验证了模型的正确性。本文得出以下结论:(1)以辛泰铁路40号桥真实工程为背景,通过测量其几何尺寸、模态信息与列车过桥时的桥梁加速度响应与跨中挠度响应,分析结果表明:辛泰铁路40号桥在当前正常运营时,仍有一定的安全储备;测试数据可用于后续建模与模型验证。(2)通过客货列车交变作用下RC简支梁的交变荷载试验,分析了试验梁在不同伤损程度下其动力性能的变化,验证了RC简支梁自振频率伴随其伤损程度的增大而降低。(3)以辛泰铁路40号桥及其上运行的DF11型机车、YZ25B型车厢、C70型敞车为原型,在ANSYS平台上建立了考虑桥梁伤损的客货列车-有砟轨道-桥梁动态耦合有限元模型。以所建模型为基础,计算分析了列车运行速度为60km/h、桥梁伤损程度0%时,客运列车与货运列车过桥时车体与桥梁的动力响应,并与实测值相对比验证了所建模型的正确性。(4)总结分析了6种桥梁梁体伤损程度(0%~50%)、3种车辆模型(客运列车、有货货运列车、无货货运列车)组合工况下,客货列车过桥的安全性、平稳性。研究表明:以桥梁当前服役状态为基础,伤损程度超过30%时,客货列车均超出安全预警限值;可通过严格控制列车重量、做好桥梁伤损程度监测等方法保证客货列车长期运营的安全性、平稳性。本文研究成果可为客货共线既有铁路旧桥安全服役提供科学依据。本文创新点如下:(1)建立了考虑桥梁伤损的客货列车-有砟轨道-简支梁桥动态耦合有限元模型。(2)研究了桥梁不同伤损程度下客货列车过桥的安全性、平稳性,提出了客货列车行车安全判据。