近年来,高速铁路在中国得到了迅猛发展,伴随着西部大开发战略的实施和推进,国家更是在西部复杂山区规划建设了多条高速铁路。复杂山区地形多异,山丘起伏,沟壑纵横,复杂的地形地貌使空气流动变得更为复杂,与平原地区风特性有明显差异。本文围绕复杂山区风环境下列车的走行性问题,进行了如下研究:(1)基于刚柔耦合法建立了精细化的风-车-桥系统耦合振动模型。根据多刚体系统动力学和高速铁路列车特征,建立了 34个自由度的四轴车辆多体动力学分析模型。根据有限元方法和多柔体动力学理论,将桥梁有限元模型以柔性体方式导入多体动力学模型中,实现桥梁柔性体模型的建立,并通过对比桥梁有限元模型和桥梁柔性体模型的风-桥作用。根据系统耦合分析理论,在多柔体系统模型中,引入哑元的方式,实现车辆和桥梁的耦合作用,通过哑元耦合法和等效柔性轨道法的桥梁和车辆动力响应对比分析,验证车-桥系统的正确性。在此基础上,建立了风-车-桥系统耦合振动模型,并通过各子系统的对比计算,验证了风-车-桥系统模型的正确性。(2)针对列车气动导纳函数,采用节段模型风洞试验方法,在均匀流中,测试了路堤、桥梁和平地三种典型线路结构形式上不同风向角的列车静力三分力系数,然后,在模拟的针对平坦开阔地表类型的B类和针对山区地表类型的D类两种风场中,测试了这三种典型线路结构形式上的列车气动力和风速,进一步采用等效导纳法分析得到了列车阻力、升力和力矩气动导纳函数。基于试验得到的气动导纳函数,进行了导纳函数曲线拟合。(3)分析了导纳函数曲线拟合参数对风荷载时程的影响。基于准定常假定下的风-车-桥系统分析,研究了不同风向角对车辆动力响应的影响,得到了最不利风向角为横风情况。在此基础上,研究了考虑列车气动导纳函数的列车风荷载对车辆动力响应的影响,列车抖振风荷载计算综合考虑了气动导纳函数、顺风向脉动风和竖向脉动风的影响,对比分析了不同场地来流和线路结构形式对应的气动导纳对车辆风致振动的影响。(4)开展了铁路曲线桥梁的风致行车安全性研究。讨论了风向、车速、脉动风、轨道不平顺等多种因素对曲线桥梁上列车动力响应的影响,并对比了列车通过直线桥时的动力响应。(5)针对复杂山区大跨桥梁风致行车安全性问题,探讨了考虑山区非均匀风场的风-车-桥系统振动特性。通过地形模型风洞试验,测试了不同来流风向对桥址区沿主梁平均风速和湍流强度分布的影响,并讨论了局部地形的影响。基于试验得到的沿主梁风速分布规律,得到某大跨铁路桥梁各风速模拟点平均风速的相对关系,采用谱解法,通过不同风速模拟点的平均风速、脉动风速谱和相干函数,模拟了不同平均风速分布的脉动风场。通过车桥系统节段模型风洞试验,得到了车辆和桥梁的气动力系数,基于建立的风-车-桥分析模型,分析了不同风速分布规律对风-车-桥系统动力响应的影响,并讨论了车速和风速的影响。