随着高速铁路的快速发展,列车的速度不断提高,如何在提高速度的同时,保证安全、平稳的运行成为现在重要的研究目标。轨道刚度不仅影响列车的速度,还是影响轨道应力分布、结构振动的关键因素,它也会影响轮轨的相互作用以及列车的运行,而且是轨道养护维修工作量的决定性因素。高速铁路的快速发展使得轨道结构也在不断强化,一些新型的高强度轨枕、基础和具有高弹性的橡胶垫板的不断出现,使得轨道结构刚度的改变很容易实现,所以针对轨道结构本身特性和各部分刚度效应的分析显得尤为重要,如何利用刚度的改变来优化轨道结构设计也具有长远意义。本文分别改变了有砟轨道结构和无砟轨道结构的轨道刚度,从静力分析和动力分析两方面入手,针对轨道结构刚度改变对结构响应的影响进行了如下研究:(1)本文结合有砟轨道实际结构、轨道各部分受力情况以及各个部分在轨道当中的作用,以准静态方法中的弹性点支撑梁模型为基础,结合有限元分析软件,建立三层弹性点支承梁模型模拟有砟轨道结构。通过改变有砟轨道结构中钢轨抗弯刚度、扣件刚度、道床刚度和路基刚度,确定14种不同的工况。对有砟轨道结构分别施加静态荷载和周期性的动态荷载,仿真模拟了轨道结构在14种不同工况下,由于静态荷载作用产生的应力、位移以及由于动态荷载作用产生的动应力、位移和加速度。(2)根据准静态方法中的连续支承梁模型为基础,结合有限元分析软件,并考虑无砟轨道实际结构情况、轨道各部分受力以及在结构中承担的主要作用,建立三层连续支承梁模型模拟无砟轨道结构。通过改变无砟轨道结构中扣件刚度、CA砂浆层刚度和路基刚度,确定12种不同的工况。对无砟轨道结构分别施加静态荷载和周期性的动态荷载,仿真模拟了轨道结构在12种不同工况下,由于静态荷载作用产生的应力、位移以及由于动态荷载作用产生的动应力、位移和加速度。(3)钢轨抗弯刚度、扣件刚度、道床刚度和路基刚度线性增大时,有砟轨道的静态响应和动态响应也呈线性变化,但不同部分刚度改变对有砟轨道结构整体、单钢轨、轨枕、道床响应的影响趋势是不同的。扣件刚度、CA砂浆层刚度和路基刚度线性增大时,无砟轨道的静态响应和动态响应也呈线性变化,而且不同部分刚度改变对无砟轨道结构整体、钢轨、轨道板、混凝土底座板响应的影响趋势也是不同的。通过同时改变有砟轨道结构的扣件刚度和道床刚度或者同时改变无砟轨道结构的扣件刚度和CA砂浆层刚度,使得两者以一定的刚度比进行变化。在比较不同刚度比对轨道结构最大动应力的影响之后,确定有砟轨道结构的最优刚度比为0.5,无砟轨道结构的最优刚度比为0.4。基于最优刚度比,确定有砟轨道结构轨道总刚度合理取值范围为62.943kNmm107.56kN/mm,无砟轨道结构轨道总刚度合理取值范围为64.565kN/mml 13.23kN/mm。