近年来我国高铁技术迅猛发展,新建营运里程不断增长,已经投入运营的高铁线路,由于外界环境温度变化、雨水侵蚀、高速车辆动力冲击等多种作用综合影响而病害频发,且种类多样。本文对桥梁和轨道结构日照温度场与温度效应和沉降对高速铁路轨道结构影响的研究现状进行总结,阐述了日照环境下结构温度场的天文学与传热学理论,以桥上CRTS II高速铁路无砟轨道系统为研究对象,分析了日照环境下四季典型时段桥-轨系统温度与温度梯度的空间分布与时变规律,并基于此选取温度荷载最不利的秋分日和冬至日,研究了日照温度作用对桥上无砟轨道系统线路平顺性的影响机理,以及各类沉降形式和日照温度荷载共同作用下无砟轨道平顺性的的变化规律。本文主要工作如下:(1)阐述了日照环境下结构温度场计算有关的天文学与传热学理论,介绍了结构与周围环境换热过程中的热荷载组成,并在水平面太阳辐射强度计算公式的基础上推导了空间任意倾斜平面所接受的辐射强度。在此之后对空间遮挡理论进行了定义与举例说明。(2)阐述了桥上CRTS Ⅱ型板式无砟轨道系统的温度场分析模型与静力学分析模型建模方法,介绍了桥-轨系统结构组成,并对建模过程中模型参数选取与分析过程进行了解释说明。随后,基于前述数值分析方法,对轨道板实测温度场进行了有限元模拟,验证了分析模型的正确性。(3)选取四季典型时段针对桥-轨系统日照温度场进行了仿真分析。对比了春分、夏至、秋分、冬至四个日期结构竖向与横桥向温度及温度梯度分布特征,拟合得到了最不利时刻温度分布曲线,最后对比分析了上覆无砟轨道结构对于箱梁温度分布的影响。(4)重点分析了秋分日一天内日照环境温度效应对于桥上轨道系统钢轨几何形位的影响。解释了轨道平顺性指标分类,并对有限元分析工况设置进行了说明。接着分别对日照环境下桥-轨系统钢轨线形的高低、水平、轨向与轨距平顺性的变化规律展开分析研究,并指明了日照环境下桥上高铁线路轨道线形在各不平顺指标下的最不利时刻。(5)研究了各类桥墩不均匀沉降形式对于无砟轨道几何线形的影响规律,以及桥墩沉降与日照温度作用共同作用对于轨道平顺度的影响。