重载铁路具有低成本、高效率、运量大及污染少等优点,一直是我国乃至全世界努力发展的目标。随着重载铁路列车的不断提速以及轴重的增大,不仅会使承受列车荷载的轨道结构和轨下桥梁结构振动响应加剧,更易产生疲劳损伤和变形,也会使车-轨-桥系统中的相互作用加剧,使列车在桥上运行过程中安全性有所降低,进而导致脱轨事故。因此,系统地分析车辆、轨道、桥梁动力响应是十分必要的。本文首先阐述了当前国内外重载铁路的发展现状,以及车桥耦合动力学的研究现状。并基于车-轨-桥系统耦合作用理论,推导出重载铁路有砟轨道桥梁的垂向及空间有限单元方程,随后选取了桥梁、轨道、车辆的参数,分别利用有限元软件ABAQUS建立简支梁桥实体模型,多体动力学软件UM建立柔性轨道及C80货车模型,并使用Matlab语言自编车-轨-桥单车垂向动力学模型与UM进行对比验证。在进行仿真之前,详细介绍了车-轨-桥耦合系统中轨道不平顺激励因素和车辆、桥梁振动性能以及轮轨接触的动态评价标准。介绍了有限元软件ABAQUS在建立有限元模型和多体动力学软件UM在分析车-轨-桥系统耦合动力学的关键步骤。在对车-轨-桥系统进行分析时,首先从列车的速度、轴重和编组三方面对系统的动力响应开始研究,总结出随着速度和轴重的增大,车-轨-桥系统响应也有不同程度的增大,空重混编的列车脱轨系数和轮重减载率最大,更易脱轨。其次分别研究了轨下扣件刚度和道床刚度变化给系统带来的影响,发现扣件刚度对车辆的安全性和稳定性有一定影响,对轨道结构影响显著,对桥梁结构影响甚微;道床刚度对车辆的安全性和稳定性有影响很小,对钢轨的响应影响有限,对轨枕及桥梁结构影响显著。最后研究了影响桥梁振动的阻尼比和轨道不平顺激励,发现阻尼比可以有效的减小桥梁的振动响应,尤其是在共振时速下,对车辆的振动加速度有一定影响;对比了不同轨道谱对车-轨-桥系统响应的影响,根据数据对比得出不平顺对系统的影响特点以及轨道谱质量的优劣。