我国高速铁路建设成就举世瞩目,运营里程占世界高铁运营总里程的2/3以上,“四纵四横”高铁主通道已经形成,规划建设“八纵八横”主通道,到2025年铁路网规模将达到17.5万公里,其中高铁3.8万公里左右。桥梁比例高是我国高铁线路工程的特点之一,一方面常用跨度简支梁桥占高铁桥梁的90%以上,另一方面由于我国地形、地质条件复杂,环境差异显著,因此跨越既有道路、铁路、大江大河和深切沟谷都需要采用大量的大跨度桥梁结构。近年来,我国高速铁路常用跨度桥梁和大跨度复杂桥梁都有了长足进步,积累了一定的工程经验和科研成果,但总体而言系统性有待进一步提升;同时在新一轮的高速铁路建设中,桥梁数量较上一轮建设明显增多,跨度也更大,工程实践中出现了一些新的、亟待解决的关键技术问题。在这一背景下,对我国高速铁路桥梁建设的研究成果进行全面的梳理、分析和总结,对其设计参数、适用范围进行系统研究,并对设计和运营实践中出现的技术难题进行针对性研究,对于我国的高速铁路建设是十分必要的。本文基于列车-轨道-桥梁耦合振动分析理论,围绕高速铁路常用跨度和大跨度桥梁的关键设计参数开展研究,主要研究工作和成果如下:(1)高速铁路车辆-轨道-桥梁耦合动力分析标准高铁运营状态下轨道状态调研、桥梁动力性能测试以及对桥梁设计关键参数的分析表明,我国高速铁路桥梁动力性能优良,但常用跨度桥梁存在残余徐变变形,大跨度复杂桥梁的桥上轨道状态则受温度、徐变等环境因素影响,静态变形相对较大,影响了桥上轨道的平顺状态。为此,综合考虑各类环境因素以及长期运营条件下的高速铁路桥梁使用状态,对桥梁使用过程中的荷载或环境作用按发生概率、作用时间以及对轨道形位的影响进行分类组合,提出高速铁路车桥耦合分析的具体分级控制标准建议。(2)线路-桥梁动力分析模型优化在车辆-轨道-桥梁耦合系统模型中,对线-桥模型进行了完善优化,将钢轨及轨下胶垫和扣件处理为钢轨子系统,钢轨模拟为具有离散点弹簧和阻尼支承的连续欧拉梁,轨下结构对钢轨的作用以强迫位移和强迫速度的形式施加给钢轨子系统,而钢轨子系统对轨下结构的作用则以外荷载的形式施加给轨下结构,从而保证了计算精度基本不受钢轨长度的影响,更好地反映钢轨的局部振动,简化桥梁结构建模,还可以方便地模拟桥上扣件失效、有缝线路中的钢轨接头、地震影响等。(3)高速铁路常用跨度简支梁桥沉降控制标准从车辆动力性能、轨道结构静力性能、轨道稳定性、超静定桥梁结构自身受力等方面分析,综合考虑沉降和徐变耦合作用对车辆响应、轨道和桥梁的影响程度,提出高速铁路常用跨度桥差异沉降的分级评价建议。(4)高速铁路大跨度桥梁静态变形控制标准以某高速铁路主跨445m上承式钢筋混凝土拱桥为工程背景,调研和分析均表明特大跨度复杂桥梁因环境因素引起的静态变形往往大于列车通行引起的动态变形,为保证其长期运营状态下的行车安全和乘坐舒适,同时避免过大的养护维修工作量,应对静态变形进行控制。建议采用弦测法而非挠跨比作为桥梁变形控制指标,并针对所研究的工程实例提出了4mm/40m的桥面静态变形限值建议。(5)400km/h高速铁路40m简支梁设计关键参数对400km/h高速铁路跨度40m简支梁桥的车辆-轨道-桥梁动力分析表明,桥梁结构动力性能优良,为保证通行条件下的行车安全和旅客乘坐舒适,提高桥上不平顺水准和降低铺轨后残余徐变更为有效,建议40m简支梁桥的铺轨后徐变控制在4mm以下。