高速铁路以其安全、快捷、舒适而且经济的卓越性能,在世界各国得到了快速发展。桥梁是构建高速铁路的重要基础设施之一,列车在桥梁上高速运行时,会引起车-轨-桥耦合系统相互振动作用。轨道随机不平顺作为引起车辆-轨道-桥梁耦合系统振动最重要的激励源,对列车过桥平稳性有着至关重要的影响。由轨道不平顺引起的耦合系统间的相互作用随列车运行速度的不断提高而越来越严重,所以分析车-轨-桥耦合系统随机振动响应具有重要的实际意义。本文建立了完整的车辆-轨道-桥梁耦合系统垂向分析模型,根据达朗贝尔原理建立列车的振动方程,根据梁的弯曲动力学原理建立轨道和桥梁的振动方程,采用线性化的赫兹轮轨接触理论来模拟轮轨相互作用关系,形成了耦合系统的振动微分方程组。选用德国高速轨道谱作为激励源输入耦合系统,并把轨道的随机不平顺视为平稳随机过程,将虚拟激励法和直接里兹法相组合,避免了计算结构振型和复杂的数值积分,简单快速地计算出耦合系统响应的功率谱密度,并采用三角级数法将系统的响应功率谱反演为时域内的幅值响应。分析比较了轨道不平顺等级、列车运行速度、列车悬挂参数对列车-轨道-桥梁耦合系统动力响应的影响,并求得不同速度下列车敏感的不平顺波长范围。经过分析得到,列车运行速度越大,过桥平稳性指标越大,即舒适性越差;而且影响列车平稳性的不平顺波长越长,其影响范围越大。本文的研究工作可以为高速列车的结构设计、铁路线路及桥梁的维护提供重要参考。