我国航运水系发达,船撞事故的发生在近年日益频繁。而高铁线路的建设大量运用了桥梁,若船撞事件发生在高速铁路桥梁上,势必会威胁到桥上行车安全。因此,建立合理的车辆-桥梁动力相互作用模型,对船舶撞击作用下的车桥耦合动力响应进行正确评估是高速铁路桥梁设计的重要参照,开展船-车-桥耦合动力特性的研究具有非常重要的理论意义和实际价值。以往船桥碰撞的相关研究中很少考虑桩土相互作用,为了更加准确地评估船舶撞击对车桥动力系统的影响,本文基于文克尔地基梁假设,建立了考虑桩土相互作用的船-车-桥耦合动力模型。主要的研究内容和成果如下:(1)采用轮轨密贴模型,自编Matlab程序建立了十五个自由度的车辆振动模型。以德国高速线路低干扰谱为基本不平顺功率谱,采用逆傅里叶变换法得到对应了轨道的时域随机不平顺序列。(2)基于文克尔地基梁假设,采用“m法”和“P-Y曲线法”分别建立了线弹性及非线性桩土相互作用模型。对文克尔地基梁模型施加水平静载,发现随着水平荷载的加大,非线性桩土模型与弹性桩土模型的墩顶位移差值也越来越大,模型工作性能与预期相符。(3)对是否考虑桩土相互作用的几种有限元模型分别进行模态分析,发现考虑桩土作用以后全桥模型刚度受到削减,自振周期变长,且各振型呈现不同的特征性差异。在分析车桥耦合动力特性时,应充分考虑桩土相互作用的影响。(4)对考虑固接、弹性和非线性桩土相互作用的桥梁模型分别进行了车桥耦合振动分析,结果表明:考虑桩土相互作用后桥梁的横向和竖向动力响应都发生了不同程度的增大。(5)计算了船撞荷载下车桥系统的动力响应,并选取行车速度、船撞力峰值、船撞桥墩位置、桩基布置形式以及撞击船只种类五个变量,研究其对船-车-桥耦合系统产生的影响。研究表明:1)列车行车速度对各项评价指标有显著的正相关性影响,且车体横向加速度、横向轮轨力和脱轨系数这三个指标在车速较高时反应更为敏感。2)撞击力峰值越大,车体横向加速度、横向轮轨力和脱轨系数三项指标也越大。3)在越接近墩顶的位置发生碰撞,车辆行车安全受到的影响越大。4)对于易遭受横桥向船撞作用的桥梁下部结构来说,改变桩基排布方式、增加沿撞击方向受力基桩的根数有助于减小冲击作用的影响。5)不同种类船只产生的撞击力效果不一,在持时和峰值均相等的情况下,球鼻艏货船撞击效应对车桥系统产生的影响要比平艏驳船大。(6)当桥梁受到较大撞击作用时,假定极端情况下桩身在应力最大处发生断裂,初步探究了断桩效应对列车走行安全性的影响。研究结果表明,断桩事故使得车桥系统各横向动力响应指标最大值均发生了增长,从而大大降低了列车的走行安全性。