随着高速铁路的快速发展,保持线路的平直和平顺尤为重要,桥梁具有独特的优势,使得高速铁路桥梁所占比重不断上升。列车的提速运行与轻型化设计,对桥上列车行车安全与舒适提出了更高要求。车体转向架等动力学性能的好坏是影响车辆运行平稳和安全的关键因素。受沿线不同气候环境、不同地质条件的影响,高速列车在桥上行驶安全性问题十分复杂,其中横风条件下高速列车过桥安全舒适性问题尤为突出。本文围绕桥上列车在横风下行车安全、舒适性问题开展研究,主要工作如下:(1)基于多体动力学软件SIMPACK与有限元分析软件ANSYS联合仿真,建立了50个自由度的四轴列车多体动力学分析模型以及3跨32 m的箱型简支铁路梁桥和96 m UIC60型钢轨的有限元子结构模型,最后运用改进的仿真方法构建了列车-轨道-桥梁系统耦合振动模型,并通过算例分析验证了本文中改进建模方法的可行性和仿真结果的正确性。(2)针对桥上高速列车转向架的动力学性能,以高速列车安全舒适运行需求为目标,具体分析了车轮踏面类型、一系及二系悬挂系统等主要影响因素对桥上列车行驶安全性和平稳性进行研究,为桥上高速列车转向架的动力学设计及优化提供支持,并为后续风-列车-轨道-桥梁耦合振动分析模型提供优选后的车辆参数。(3)通过CFD数值模拟,计算分析了 10 m/s合成风速下列车-简支梁桥三维数值模型在不同风偏角下列车的三分力系数,拟合得到了定常气动载荷系数与风偏角之间的关系曲线,并通过考虑来流风速的脉动特性,建立了不同风速和车速下列车的非定常气动力荷载模型,为风-列车-轨道-桥梁耦合振动分析奠定基础。(4)基于列车-轨道-桥梁耦合模型,引入列车非定常气动力荷载模型,计算了风-列车-轨道-桥梁耦合系统的动力响应。对比分析了定常与非定常气动力荷载作用下桥上列车的行驶安全与舒适性,研究了非定常气动力荷载作用下不同横向风速对列车行驶安全的影响。计算结果表明:简支箱型铁路梁桥气动力荷载对桥上列车的动力响应影响很小;考虑非定常气动力荷载的影响不仅会使评估结果更安全,还会使列车舒适性评估结果偏于保守,并给出了非定常气动力荷载作用下桥上列车行驶的控制车速。