高速铁路车桥系统参数的随机性对桥上列车运行可靠性具有重要影响。本文利用有限元软件ANSYS/LS-DYNA建立车桥系统动力学分析模型,通过现场实测数据验证模型的正确性；仿真分析列车通过桥梁过程的系统动力响应,研究运行速度对系统动力响应的影响,分析确定性参数条件下动力响应规律；综合运用结构可靠度方法,以高速铁路车桥动力分析为基础,提出了随机因素作用下车桥系统可靠度分析方法；运用响应面法分析了随机因素作用下高速铁路桥上列车运行可靠性,分析了随机因素作用下车桥系统的可靠度指标和失效概率,为运营管理提供了参考建议。通过本文研究得到：(1)在0～500km/h运行速度范围内,通过研究确定性参数条件下车桥动力响应得到：列车通过简支梁桥过程中,桥面板、轨道板、钢轨的位移量最大值发生在桥梁跨中截面,加速度最大值发生在靠近桥墩的截面；桥上车体振动加速度随列车速度的提高变化不大,但总体上均满足规范对车体加速度的限值要求；轨道板和桥面板的在跨中截面的垂向位移总体上随列车运行速度的提高而增大,仅在450km/h附近达到最大值1.32mm；轨道板和桥面板垂向加速度总体上随运行速度提高而增大,在312km/h附近由于共振现象产生了明显局部尖峰。(2)在共振速度附近,通过研究随机参数作用下车桥动力响应得到：在桥梁结构支座刚度、梁体弹性模量以及桥梁结构阻尼比最不利的组合下,当行车速度高于295km/h时系统具有安全风险,应在实际中注意控制桥梁结构支座刚度、梁体弹性模量等质量。在车辆二系刚度和阻尼最不利的组合情况下,当行车速度高于285km/h时系统具有安全风险,应在实际中注意悬挂系统二系刚度和阻尼参数控制。