近年来我国经济水平突飞猛进,交通运输体量也水涨船高。在此大背景下,桥梁作为交通基础设施最重要的组成部分,成为了我国重点建设发展的焦点之一。目前全国铁路桥梁总里程已超过14万公里,其中重载铁路占有非常重要的地位,特别是朔黄铁路,承担了重要的货运任务。近年来为了满足日益增长的运量需求,朔黄铁路开展扩能改造项目,轴重增大、运行密度提升,使得沿线桥梁长时间在高负荷下工作,疲劳劣化加快,严重威胁到车辆与桥梁的安全性。因此对朔黄铁路桥梁疲劳性能进行研究就显得很必要。为此,本文主要做了以下几方面的工作:（1）建立了车桥耦合动力分析模型,理论推导了车辆和桥梁的动力平衡方程,给出特定轮轨关系模型下轮轨间作用力的计算公式。采用全过程迭代法,在Matlab中实现桥梁响应的求解。（2）基于开发的车桥耦合动力分析程序,对朔黄铁路典型的32米简支梁桥进行动力性能分析。研究结果表明,列车轴重对桥梁竖向响应的影响较大,轴重越大,竖向挠度和加速度越大;列车速度对梁体的竖向响应、横向响应均较大,速度越大,横向响应和竖向响应也增加,但不是简单的线性关系。总体来说扩能改造会使得朔黄铁路动力响应增大,对长期运营是不利的。（3）基于车桥耦合动力分析程序,获取五千吨编组列车、万吨编组列车、两万吨编组列车过桥时梁体位移时程,进而给出求解跨中普通受拉钢筋应力时程和梁端抗剪箍筋应力时程的计算方法,用雨流计数法获取应力谱直方图,以线性累积原则求解疲劳损伤,并对未来线路运量进行预测,以预估未来的疲劳使用寿命。（4）以车桥耦合随机振动为理论基础,建立了桥梁疲劳可靠度研究方法。给出重载桥梁疲劳极限状态函数,以轨道不平顺为随机激励,对功能函数中的各个变量进行概率统计和分析,重点研究了列车过桥时钢筋中等效应力幅和应力循环次数的概率分布情况。采用Monte carlo法获取构件的失效概率及疲劳可靠度指标。（5）研究表明梁端箍筋在列车疲劳荷载作用下更危险,无法满足一百年运营期的需求。因此在最后一章提出了梁端外贴钢板加固方法和钢-混凝土组合加固方法,针对两种加固方案,分别验算了加固梁的承载力和疲劳性能。结果证明两种方案均可提高梁体承载力,有效改善箍筋应力状况,延长箍筋疲劳寿命。两种方法各有优劣,实际中可酌情选用合适的加固方案。