近几十年来,随着科学技术水平的不断提高,人类社会快速发展,高速铁路系统得到迅猛发展,铁路线路中的桥梁数量随之增多,车辆的安全运行与桥梁的合理设计逐渐受到重视。当车辆以一定的速度驶过桥梁时,会引起桥梁结构的振动,反之,桥梁的振动作用于车辆,又会影响车辆的振动,这样,桥梁与桥上车辆便构成了一个相互作用的系统,研究这个系统对车、桥的安全性是有必要的。本文分别通过理论研究、缩尺模型试验和数值模型分析,对车桥耦合振动系统,但主要对桥梁子系统做了如下一些研究。(1)在做出一些假设的条件下,建立了 42自由度的列车空间多刚体动力学模型和桥梁的有限元模型,通过线性蠕滑理论和Hertz线性化理论建立了轮轨接触模型,使用Newmark-β法进行计算求解,通过其解的讨论,得出通过减小时间步长的方法使其解收敛的方法;(2)以德龙烟线线路德州至大家洼段铁路中一座64m单线铁路钢桁架桥为原型,自制1:48桥梁缩尺模型,用试验的方法测量了桥梁的弹性模量和固有自振频率。通过桥梁的动力试验,控制列车模型过桥的速度,采集桥梁位移与加速度数据,初步得出桥梁的动力响应随车辆过桥速度的增快而增大的结果;(3)使用有限元ANSYS软件对上述桥梁建立有限元模型,首先与相应的试验数据做比对,得到合理的有限元模型,之后用此模型做一些参数分析,发现桥梁动力响应并非完全随车速的增快而增大,并分析了其原因。接着进行了参数分析,并得到以下结论:在一定范围内,桥梁动力响应随弹性模量的增大而减小,超出此范围时,桥梁动力响应受弹性模量的影响甚微;阻尼比越大,桥梁的动力响应值越小,但阻尼比对桥梁动力响应影响程度较小;在弹性变形范围内,桥梁动力响应与列车荷载呈线性增长趋势;当列车总长度小于桥梁跨度时,桥梁动力响应随列车车厢数量的增加而增大,当列车总长度大于桥梁跨度时,桥梁动力响应增量将趋于平缓。(4)根据参数分析得出的结论,针对这些参数,提出了一些列车安全行驶和保证桥梁结构安全的措施,例如:合理选用钢材,防止列车超载,设置阻尼器等方法,对桥梁实际工程与设计具有一定参考价值。