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近几年,随着我国地铁建设的快速发展,地铁振动产生的问题也日益严重。地铁列车引起的振动不仅影响线路两侧精密仪器的正常使用,更导致沿线居民的正常生活受到影响。梯式轨道作为一种新型轨道减振措施,在一定程度上解决了上述问题。但是,如何更好地发挥梯式轨道的减振性能以及协调减振效果和列车运行安全性两者之间的平衡关系,成为亟待研究的问题。针对以上问题,结合国内外研究现况,对梯式轨道枕下减振垫铺设型式、单块梯式轨道长度、扣件竖向刚度和枕下减振垫竖向等效刚度进行了优化分析。其中,重点研究了梯式轨道在环境振动要求的减振量和行车安全要求的动态钢轨位移量之间的平衡关系。另外,本文还探索研究了适用于梯式轨道的橡胶混凝土隔振基础,扩大了梯式轨道在城市轨道交通减振降噪的能力。论文主要研究内容及结论如下：(1)通过研究不同类型蚁群优化算法,提出了单目标“觅食-返巢”机制连续域蚁群算法(SO-FHACO)。并通过函数测试,认为SO-FHACO在全局搜索、早熟收敛和收敛过慢等方面都很优秀。在SO-FHACO基础上,推导了基于Pareto原理的多目标“觅食-返巢”机制连续域蚁群算法(MO-FHACO)。(2)对单块梯式轨道进行了实验室测试,研究了枕下减振垫不同铺设形式对梯式轨道动力特性的影响。认为在现有梯式轨道枕下减振垫铺设型式基础上,再增设梯梁端部减振垫,可提高梯式轨道减振效果。(3)对3.65/6.15/8.65m长梯式轨道进行了数值模态分析,得到了不同长度梯式轨道的各阶振型和对应的自振频率。在此基础上,通过时程分析、频谱分析、传递率分析以及传递损失分析,认为现行6.15m长梯式轨道单元相比另两种长度梯式轨道具有更好的减振性能。(4)将“觅食-返巢”机制连续域蚁群算法(FHACO)嫁接到Ls-Dyna动力有限元软件,利用Matlab实现了自编程序FHACO和商业软件Ls-Dyna之间的数据传递。由此,开发出了具有物理参数优化功能的FHACO&Ls-Dyna软件。利用该软件,针对减振性能和列车运行安全性的平衡关系,对梯式轨枕道扣件竖向刚度和枕下减振垫等效竖向刚度进行了优化分析。进一步,优化分析了能为梯式轨道提供最优减振效果的橡胶混凝土隔振基础参数。