随着我国高速铁路事业的不断发展,越来越多的高速铁路规划与建设将穿越严寒冻土地区。而在该地区高速铁路桥梁运营过程中,季节性冻融作用对桥梁下部结构变位、基础强度和稳定性以及高速列车运行安全性的影响规律尚不明确,以上问题正引起广泛关注并有待开展进一步深入研究。本文以哈大客运专线为工程背景,通过理论分析、现场测试、数值模拟计算的方法,开展了以下研究工作:1.对目前严寒地区高速铁路桥梁服役状态及列车运行安全性受冻融作用影响问题及其研究现状进行了综述,总结分析了铁路桥梁下部结构冻融病害及其机理。2.研究了严寒地区冻融循环作用下高速铁路桥梁下部结构的变位规律。以哈大客运专线某一多跨简支梁桥为研究对象,在完整冻融周期内对典型水中桥墩的墩顶变位进行了定期测试,对典型陆上桥墩的墩顶变位进行了实时监测。统计变位数据并进行规律分析,结果表明:严寒地区冻融作用下高速铁路桥梁下部结构变位存在周期性变化规律,且墩底存在的不均匀冻胀对下部结构变位影响较大。3.以车桥耦合动力分析理论为基础编制了相关的Matlab计算程序,建立了车桥耦合动力分析模型。详细地阐述了其中车辆模型、桥梁模型、轨道不平顺、轮轨相互作用关系及车桥系统动力方程的求解方法。4.研究了桥梁下部结构横向变位及冻融病害对车桥系统动力响应及列车运行安全性的影响。以车桥耦合动力分析模型为基础,考虑桥梁下部结构横向变位及冻融病害影响,设置不同工况计算分析了车桥系统动力响应。研究表明:桥梁下部结构横向变位对车桥系统动力响应影响显著;由冻融病害引起的桥墩基底刚度劣化对桥梁横向动力响应影响较大。