无砟轨道技术和无绝缘轨道电路是我国高速铁路建设所采用的两项关键技术。与有砟轨道相比,无砟轨道采用整体道床进行铺设,未采用有砟轨道中的散粒碎石,避免了列车高速运行时道砟飞溅现象,已成为高速铁路轨道结构的主要形式。轨道电路铺设在无砟道床上,而无砟轨道板中含有横纵交错钢筋网络,影响了轨道电路传输特性,从而使无砟轨道和无绝缘轨道电路相适应问题更加突出。钢轨阻抗作为轨道电路一次参数之一,阻抗大小直接影响轨道电路的传输性能,准确计算无砟轨道电路钢轨阻抗对保证高速列车安全运行具有重要意义。为此,本文采用Carson理论和电磁场有限元法理论计算无砟轨道电路钢轨阻抗,并分析钢轨阻抗随周围环境、大地、电流、频率等因素的变化规律,为无砟轨道电路传输性能分析和优化设计提供理论依据和参考模型。首先,基于Carson理论公式,理论计算无砟轨道钢轨阻抗。钢轨阻抗包括钢轨自阻抗与互阻抗,自阻抗由内阻抗和外阻抗组成。针对钢轨内阻抗,考虑钢轨集肤效应和钢轨铁磁特性,利用Carson公式,并根据Rolle平均值定理和Maclaurian近似公式计算钢轨内阻抗,推导出宽频范围下的理论计算公式,并用有限元法进行仿真。在不考虑钢筋网的情况下,将钢轨等效为双导线架空系统,考虑地回路阻抗的影响,利用Carson公式计算钢轨外阻抗和钢轨互阻抗,得到钢轨外、互阻抗理论计算公式,并采用有限元法验证公式的正确性。其次,在考虑钢筋网的情况下,基于电磁场有限元法,建立含有钢筋网的无砟轨道三维电磁场仿真模型,以计算钢筋网对无砟轨道钢轨阻抗的增量影响。针对直接利用三维模型计算钢轨阻抗的增量时存在网格剖分数量巨大、求解收敛困难等问题,根据三维模型建模原理、轨道线路中心对称原则及钢筋网均匀分布特性,化简无砟轨道三维模型,得到简化后的最小单元模型,以大地上方双导体架空导体为例,利用模型化简方法进行化简,验证模型化简方法的正确性。对最小单元模型进行仿真计算,将其计算结果和实测数据进行比较,验证利用最小单元模型计算钢筋网对钢轨阻抗的增量的正确性。最后,利用理论计算公式计算钢轨内阻抗及不含钢筋网时的外、互阻抗,并利用无砟轨道最小单元模型仿真计算钢筋网对无砟轨道钢轨阻抗的增量。基于理论计算公式和仿真模型分析钢轨阻抗随电流频率、电流幅值、轨道高度、大地电导率（电阻率）及土壤深度的变化规律,为无砟轨道优化设计及牵引网系统建模提供理论依据和参考。