我国幅员辽阔,铁路作为主要的交通运输方式,在国民经济发展中起着重要的作用。同时,我国地处世界两大主要地震带,地震活动频繁、分布广泛、强度大,是一个地震灾害严重的国家。铁路线路的运营里程通常较长,不可避免地会经过地震带,有砟轨道作为传统的轨道结构形式,占铁路运营总里程的比例很大,在地震作用下会因为失稳压屈而产生弯曲变形,同时结构内部存在较大的内力,这会加剧轨道结构的破坏,影响列车的正常运行。另外,地震动会通过轨道结构传递到正在运行的列车上进而威胁行车安全。因此,有必要对地震作用下有砟轨道的响应和行车安全性展开研究。以结构动力学理论为基础,利用有限元软件ANSYS建立了有砟轨道结构三维动力有限元模型。选取典型的地震动记录,规格化调整后作为激励输入到轨道模型中,在ANSYS软件中对轨道结构的地震响应进行分析。轨道结构动力分析结果表明,地震作用下有砟轨道变形以波浪形横移为主,钢轨内部存在较大的横向弯矩和纵向力;钢轨横向位移、横向弯矩以及纵向力均随着地震动强度的增大而增大;轨道结构在不同场地条件的地震动记录作用下,其地震响应相差较大;道床阻力的降低是引起轨道结构严重震害的主要原因,随着道床横向阻力的降低,钢轨的横向位移和横向弯矩急剧增大,钢轨的纵向力则随着道床纵向阻力的降低而呈现增大的趋势,从有利于抗震的角度出发,需要保证道床能提供足够的阻力;无缝线路内部存在温度力时轨道地震响应值明显大于无温度力时。以多刚体系统动力学理论为基础,利用MSC.ADAMS/Rail软件建立了车辆系统动力学模型。从轨道模型中提取轨枕的振动加速度,并以此作为车辆系统的地震激励,输入到车辆动力学模型中,同时考虑轨道不平顺的影响,利用MSC.ADAMS/Rail软件对地震作用下行车安全性展开研究。车辆系统动力分析结果表明,随着地震动强度的增强、行车速度的提高,车辆的脱轨系数、轮重减载率和轮轨横向力均呈现非线性增长的趋势;当地震动强度增强到一定程度时,车辆系统的安全性评价指标出现急剧增长的趋势;最后,根据各安全性评价指标的限值,得到了El-Centro地震动记录作用下车辆系统的安全运行域,通过安全域可知,在不同地震动强度和行车速度下轮轨横向力较为敏感最容易超限,接着是轮重减载率和脱轨系数。