胶轮轻轨交通和跨座式单轨交通都是采用橡胶轮转向架和以桥梁线路为主的城市地面轨道交通,具有噪声低、振动小、成本低和爬坡能力强的特点,特别适用于大城市的外围交通和山区城市交通。这两种胶轮轨道车辆的转向架构造独特,其运行、导向机理和轮轨接触关系均不同于钢轮转向架轨道车辆,因此其车桥动力相互作用也很独特。目前国内外对胶轮轨道列车-桥梁系统空间振动研究不多,还没有成熟的胶轮轨道交通车桥耦合振动理论及关键技术研究。本文在总结和吸取前人研究成果的基础上,针对我国还未修建的胶轮轻轨交通及首次引进的跨座式单轨交通技术,主要进行了以下几个方面的研究工作:1.基于胶轮轨道车辆的结构及走行特点,建立了31个自由度的胶轮轻轨车辆空间振动分析模型和15个自由度的跨座式单轨车辆空间振动分析模型。根据悬挂弹簧变形推导了车辆的弹簧变形能和阻尼力势能,推导了车辆的惯性力势能和重力势能,最后形成车辆空间振动总势能。2.根据上海明珠线和重庆跨座式单轨线的标准梁结构,分别用有限元法建立了16个自由度的单箱双室箱梁单元和单箱单室箱梁单元,并由箱梁单元组装成了两种胶轮轨道交通的桥梁空间振动分析模型。推导出了各板梁子单元应变能,与横隔板、横隔墙应变能一起,组合得到了桥梁应变能。由运动学原理推导出了桥梁的惯性力势能,采用瑞利比例阻尼模型得到桥梁阻尼矩阵。最后形成了桥梁空间振动总势能。3.通过对轮轨结构和橡胶轮转向架运行、导向机制的描述,在充气轮胎模型基本假设前提下,提出了胶轮轻轨交通和跨座式单轨交通充气橡胶轮的侧偏模型和径向模型。由线性弹簧和粘性阻尼组成的橡胶轮径向模型,能很好地模拟轮轨径向粘弹性接触。推导了充气轮胎的侧偏角、侧偏力、回正力矩和侧偏势能,也推导出了承重轮、导向轮的轮轨接触弹簧变形能和粘性阻尼力势能。4.借鉴美国六级轨道谱密度函数采用三角级数叠加法模拟出了轨道高低和方向不平顺样本。将胶轮轨道列车-桥梁作为一个大系统,以轨道不平顺作为系统的激振源,由势能驻值原理及形成矩阵的“对号入座”法则分别建立胶轮轻轨交通和跨座式单轨交通的列车-桥梁系统空间振动方程。选择Newmark-β逐步积分作为振动方程的求解方法,并用Fortran 95语言分别编制了胶轮轻轨交通和跨座式单轨交通的列车-桥梁系统空间振动分析程序。5.对比分析了重庆跨座式单轨交通典型区段Z206-25标准轨道梁的车桥动力响应计算结果和实测结果,对所建立的跨座式单轨车辆-轨道梁系统空间振动理论模型及计算程序进行了验证,同时也证明了胶轮轻轨车辆-轨道梁系统空间振动理论模型及计算程序的有效性。6.国内首次对胶轮轻轨列车-桥梁系统空间振动响应进行了分析,获得了一些对车桥加速度、桥梁挠度、轮轨接触响应等的规律性认识,评价了车辆的舒适度和轮重减载率,并对轮轨接触参数进行了优化,为国内以后的胶轮轻轨交通建设提供了理论参考。