随着科学技术经济的发展,重载铁路的发展成为我国铁路发展的一大主要方向。重载铁路轴重大,在列车荷载作用下,对轨下基础产生的振动大,重载铁路对轨下基础的要求更高。对于重载铁路隧道,列车轴重越大,隧底结构将会受到越强的振动作用。为了保证重载铁路运输的安全,重载铁路隧道结构要满足设计使用寿命。重载铁路随着轴重的增加,在列车荷载的激扰作用下,隧道底部结构更容易出现病害。重载铁路隧道底部结构损坏,直接影响重载运输的安全性。论文应用数值模拟计算,对重载铁路隧道结构的动力响应与疲劳寿命进行分析。论文主要的内容和分析结果如下:(1)应用多体动力学软件UM建立轴重为25t的重载C80货车模型,并在UM软件中建立车辆-轨道耦合动力模型。同时将在ABAQUS软件中建立的隧道模型的导入到UM软件中,将隧道模型与轨道-车辆模型通过力元进行连接,建立隧道-轨道-车辆耦合模型。并利用UM软件模拟计算得到重载货车的垂向轮轨力的时程曲线。(2)通过有限元软件ABAQUS建立CRTSⅢ型板式无砟轨道结构模型、建立隧道模型,建立围岩-隧道-轨道耦合动力学模型。(3)围岩-隧道-轨道耦合动力学模型上施加垂向轮轨力,分析Ⅲ级围岩条件下单线重载铁路隧道底部结构的动力特性。(4)在重载铁路隧道结构动力分析结果上,结合累积疲劳损伤理论和疲劳寿命的计算方法,计算重载铁路隧道底部结构的疲劳寿命。结合重载铁路年运量,计算出重载铁路隧道底部结构的使用年限。以重载铁路的设计使用年限为评价指标,判定隧道结构是否满足使用寿命要求。(5)重载铁路隧道底部结构的加速度、主应力等动力特性的变化情况大体相同,在列车经过时,到达分析断面时动力特性都达到最大值。(6)通过对重载铁路隧道底部结构累积疲劳寿命的计算,得出Ⅲ级围岩条件下,隧道埋深20米,列车行驶速度80km/h的重载铁隧道。隧道衬砌结构的仰拱中心、钢轨下、仰拱与边墙连接处疲劳寿命分别为77年、84年和96年;轨道板的中心位置疲劳寿命为106年,钢轨下轨道板位置的疲劳寿命为103年。密实层不同分析位置的疲劳寿命,密实层中心位置为79年,钢轨下方位置的寿命为74年。