重载铁路轨道结构需要反复承受列车荷载及温度荷载的作用,多次荷载作用会引起轨道结构的损伤,而随着货车轴重增加及行车速度提升,轮轨相互作用加剧,轨道结构的使用寿命必将缩短。因此,研究大轴重货车与轨道结构间相互作用力的统计规律具有重要意义,据此提出重载轨道结构动力系数及疲劳荷载,为重载铁路轨道的设计和养护维修提供相应的参考。本文以车辆—轨道耦合动力学为理论基础,建立了重载运输货车与有砟轨道耦合模型;通过模型计算了不同行车条件及轨道参数下的轮轨力,借助数理统计方法研究了不同工况下轮轨力分布情况,并对不同工况下车辆、轨道的动力响应做出分析,得出有砟重载轨道结构动力系数及疲劳荷载;最后,以轨道综合动力响应最小为目标函数对32.5t轴重货车作用下的轨道结构做出优化。研究结果表明:(1)以随机不平顺作为激励计算所得轮轨垂向力符合正态分布,而轮轨横向力并不符合,其密度函数曲线与正态分布曲线类似,但一边较平缓另一边较陡峭,并非如正态分布两边对称;(2)随着行车速度增大,轮轨垂向力均值不变,标准差及变异系数变大,横向力均值、标准差及变异系数皆增大;随着车辆轴重增大,轮轨垂向力均值变大,标准差不变,变异系数减小,横向力均值增大,标准差、变异系数变化不显著;随扣件刚度与道床刚度任意一个增大,垂向力及横向力均值不变,标准差及变异系数增大;(3)横向力及垂向力动力系数随着行车速度增大而增大,随轴重增加而减小,垂向力疲劳检算荷载随行车速度增大及轴重增加而变大,横向力疲劳简算荷载随行车速度增大而变大,轴重变化对横向力疲劳检算荷载影响不大;(4)由不同工况下轮轨力分布规律,本文建议设计速度为80km/h时,垂向力动力系数取1.55,横向力动力系数为0.25;设计速度为100km/h时,垂向力动力系数为1.60,横向力动力系数为0.30;(5)随刚度比变化,轨枕位移对其最为敏感,其余动力参数依次为轨枕加速度、钢轨位移、枕上压力、钢轨加速度,最不敏感为轮轨力;(6)由敏感系数法,以轨道结构综合动力响应最小为限制得出32.5t轴重货车作用下的轨道刚度值宜为100kN/mm至135kN/mm,扣件道床刚度比为0.65。