无砟轨道由于具有稳定性好、维修工作量少等特点,成为高速铁路轨道结构的发展方向。我国京沪高速铁路以无砟轨道为主,但是在部分高架车站、大跨度桥梁,考虑到有砟轨道具有较好的减振性能,仍然采用有砟轨道结构。京沪高速铁路正线有砟轨道铺设地段占正线铺轨总长的9%,其中桥上有砟轨道约占总有砟轨道长度的77%。桥上有砟轨道结构复杂、设计较难。目前我国对高速铁路桥上有砟轨道结构研究较少,特别是对时速300km以上的高速铁路桥上有砟轨道结构更是没有涉及。因此,本文通过研究高速铁路桥上有砟轨道的力学特性,为我国高速铁路桥上有砟轨道的结构设计提供了理论依据,研究成果将直接服务于京沪高速铁路的建设。因此,本文研究对我国高速铁路的发展具有重要的理论与现实意义。本论文从车辆-轨道-桥梁系统的角度出发,以京沪高速铁路为例,主要做了以下几点工作:1.综述了国内外有砟轨道的发展概况,重点对日本、德国、法国的高速铁路桥上有砟轨道的发展历程,结构特点等进行了分析,并指出了高速铁路桥上有砟轨道存在的主要问题。2.结合我国高速铁路有砟轨道结构特点,利用多体动力学软件ADAMS/Rail及大型有限元软件ANSYS建立了高速车辆-有砟轨道-桥梁的三维动力分析模型,该模型考虑了轨道系统的不平顺,并选取德国低干扰谱来模拟。3.利用上述建立的三维动力模型,研究了桥上Ⅲ型轨枕有砟轨道结构、桥上宽轨枕有砟轨道结构及桥上梯形轨枕有砟轨道结构的车辆-轨道-桥梁系统动力学性能,并从车辆、轨道、桥梁这三方面的动力响应对其力学特性进行对比研究。在此基础上对我国高速铁路桥上有砟轨道轨枕选型提出建议。4.以高速铁路桥上Ⅲ型轨枕有砟轨道结构为例,选取扣件刚度、枕下胶垫刚度、道床弹性模量及砟下垫层形式这些关键因素,对高速铁路桥上有砟轨道的动力特性进行了参数影响分析。在此基础上对我国高速铁路桥上有砟轨道的设计提出建议。