为减轻桥上二期恒载,减小桥梁受力,我国在钢桁架桥上主要采用明桥面,即轨枕直接与纵梁相连接。目前应用于明桥面的轨枕主要为木枕,木枕自重小、弹性好、绝缘性好且易于施工,但也存在很多缺点,如易腐朽,耐疲劳性能较差,材料性能受环境影响大,使用寿命低,轨道结构维修成本高,且木枕的制造大量消耗木材资源,为防腐而使用的化学防腐剂也给环境带来一定的危害。在这种情况下,寻求一种木枕的替代材料势在必行。近年来,由美国研发的一种由废旧塑料、橡胶等材料加以玻璃纤维及其他化学添加剂合成的复合轨枕逐渐开始应用于各国铁路当中,复合轨枕具有良好的弹性及阻尼性能,减振降噪性能好。目前国内外学者对复合轨枕的研究主要集中在复合轨枕材料组成、材料性能、加工工艺以及其应用于有砟轨道、无砟轨道结构中的力学特性,并没有针对复合轨枕应用于钢桁架桥明桥面动力特性方面的相关研究。本文通过建立车辆-轨道-桥梁耦合动力学模型,研究钢桁架桥明桥面复合轨枕轨道车辆-轨道-桥梁耦合系统动力学响应。本文主要研究内容和结论如下:1.通过查阅相关文献收集资料,总结明桥面轨枕选型的影响因素,对当前明桥面上所用轨枕进行了详细介绍,对复合轨枕的发展、特性以及国内外研究现状展开了详细的调研。2.通过建立车辆-轨道-桥梁耦合动力学模型,对比分析了明桥面复合轨枕与木枕轨道结构的动力学响应。研究结果表明:(1)两种轨道结构下车体动力响应差别不大。(2)在时域范围内,复合轨枕轨道能够减小钢轨、轨枕及桥梁纵梁的振动加速度峰值,最大分别减小13.2%、12.5%与20.5%;复合轨枕轨道结构下钢轨、轨枕及纵梁垂向位移有所增大,纵梁横向位移有所减小。(3)在频域范围内,复合轨枕轨道相比于木枕轨道,钢轨垂向振级在1~10Hz内减小程度明显,最大约减小11dB,在其余频段内相差不大;轨枕垂向振级在1~400 Hz及1000Hz左右范围内减小程度明显,最大约减小32.6dB,在500~800Hz内,复合轨枕振级较木枕有所增大,最大约为16dB;桥梁垂向振级在1~50Hz范围内减小程度明显,最大约减小21dB,横向振级在1~125Hz范围内减小程度明显,最大约减小16.3 dB,在其余频段内,纵梁垂向、横向振级有所增大,最大分别增大8dB与7dB。3.对明桥面复合轨枕轨道结构进行参数优化研究,分析了不同轨枕间距、轨枕支承间距、扣件垂向刚度对车辆-轨道-桥梁耦合系统动力响应的影响,综合考虑各参数取值对车辆、轨道、桥梁动力响应的影响,得出轨枕间距最佳取值范围为0.5~0.55m,轨枕支承间距最佳取值为2m,扣件垂向刚度最佳取值范围为57 MN/m~76 MN/m。4.研究了车辆速度对车辆-轨道-桥梁耦合系统动力响应的影响。随着车辆速度的增大,车体安全性与平稳性指标基本上随之增大;钢轨与轨枕加速度随之增大,且受车速影响较为明显,钢轨与轨枕位移随车速变化较小;纵梁垂向、横向加速度及垂向位移随之增大,横向位移随车速增大而减小。