随着我国铁路桥梁建设的飞速发展,桥梁作为公路交通枢纽而扮演着越来越重要的角色。目前对于列车-轨道-桥梁系统的研究主要集中于列车上,对于轨道桥梁系统可靠性的研究较少,在引入时变效应之后,对于轨道桥梁时变可靠性的研究更为匮乏。基于以上现状,本文的研究主要包含了以下工作:1.本文通过ANSYS软件APDL建立了预应力箱梁的车桥系统动力学分析模型,考虑材料的随机性,建立了轨道桥梁及荷载模型,编制了子集模拟法算法程序。2.对比分析桥梁在一般情况下,即单排列车通过预应力箱型桥梁的动力响应,研究列车行驶速度对桥梁跨中竖向挠度的影响,并通过子集模拟法计算了不同速度下的失效概率;对比研究了混凝土弹性模量、钢筋弹性模量对桥梁跨中竖向挠度的影响。3.考虑桥梁在不利情况下,即双排列车通过预应力箱型桥梁时的动力响应,研究了列车速度、混凝土参数和钢筋参数对桥梁失效概率的影响,并采用子集模拟法分别计算了桥梁在不同参数情况下的失效概率;4.在长期服役条件下,分析对比桥梁混凝土性能和预应力损失的发展情况,并采用子集模拟法计算了桥梁在不同服役年数时的时变可靠性;研究了混凝土性能和钢筋性能的离散性对桥梁时变可靠性的影响。通过上述研究得到以下结论:1.在一般情况下,列车动载引起的桥梁变形约为恒载变形的十分之一;在不利情况下,列车动载引起的桥梁变形约为恒载变形的五分之一。不同列车行驶速度下的预应力箱梁跨中竖向位移差异很小,表明箱梁的跨中竖向位移主要受材料性能的影响,而非列车行驶速度的影响。2.通过子集模拟法计算桥梁在不利情况下,混凝土参数与钢筋参数对桥梁可靠度的影响,发现混凝土弹性模量的离散性对桥梁可靠性的影响最大,随着混凝土弹性模量变异系数的增大,桥梁失效概率从4.14×10-19增大到2.5×10-4;混凝土密度、钢筋弹性模量和钢筋密度的离散性对于桥梁可靠性的影响相似,失效概率都处于10-6这一数量级。3.桥梁混凝土性能与预应力性能随着服役年数的增加不断衰减,其发展趋势一致,而且衰减主要集中在预应力混凝土桥梁使用的前两年,前十年桥梁性能衰减较快,当混凝土桥梁的使用期超过50年时,各方面的变化趋于平缓,桥梁竖向跨中位移与桥梁时变可靠性的变化规律与桥梁性能变化趋势一致。4.在长期服役条件下,混凝土参数与钢筋参数对桥梁可靠性的影响大于其在不考虑长期服役条件下的影响,混凝土弹性模量离散性的影响最大,随着混凝土弹性模量变异系数的增大,桥梁失效概率从1.28×10-18增加到2.74×10-4;钢筋弹性模量略大于混凝土密度和钢筋密度离散性的影响,混凝土密度和钢筋密度的影响相似。