本文围绕城市轨道交通高架引起的振动和噪声问题,采取现场试验、理论分析和数值模拟相结合的方法,对轨道-箱梁系统的振动声辐射机理和影响因素开展研究,本文的主要研究成果包括:基于波导有限元法和二维边界元法,提出了轨道-桥梁系统振动声辐射的快速预测方法。以广州地铁四号线30 m简支箱梁为例,建立了轨道-箱梁系统振动预测的波导有限元模型和噪声预测的二维边界元模型。开展了广州地铁四号线30 m简支箱梁振动声辐射现场测试,分析了轨道-箱梁系统振动声辐射的频谱特性,验证了振动和噪声预测的数值模型。波导有限元模型与传统有限元模型相比,计算效率更高,且计算精度相差不大;二维边界元模型与三维边界元模型相比,虽然计算精度略有降低,但计算效率却大大提高。基于波导有限元法,提出了轨道-桥梁系统中导波特性的分析方法,研究了箱梁和钢轨中传播的导波频散特性和导波模态。在箱梁振动声辐射优势频段内,出现了9种导波,包括4种竖向弯曲波、2种横向弯曲波、2种扭转波和1种纵波,其中引起箱梁顶板和底板弯曲振动的导波E和G是导致箱梁振动峰值的主导波形。在钢轨振动声辐射优势频段内,出现了4种导波,竖向弯曲波、横向弯曲波、扭转波和纵波各1种,其中引起钢轨竖向弯曲的导波R是导致钢轨振动峰值的主导波形。在1/3倍频程63~100 Hz,输入箱梁的振动功率较大,激发导波E和G,从而导致箱梁的振动声辐射峰值;在1/3倍频程500~630 Hz,输入钢轨的振动功率较大,激发导波R,从而导致钢轨的振动声辐射峰值。探究了行车速度、轨下支承刚度、梁体参数和箱梁截面形式等因素对轨道-箱梁系统振动声辐射的影响规律和影响机理。行车速度的增大引起输入轨道-箱梁系统振动能量的增大,进而导致系统振动声辐射的增大。行车速度每增大10 km/h,钢轨和箱梁的振动速度级增大约1.5~1.7 dB,梁下和梁侧A声级增大约1.4~1.8 dB(A)。减小轨下支承刚度使得输入桥梁结构的振动能量显著减小,同时输入钢轨的振动能量略有增大,因而会引起桥梁结构振动声辐射的明显减小,同时也在一定程度上引起钢轨振动声辐射的增大。随着桥面板厚度的增大,箱梁的质量和刚度逐渐增大,箱梁的振动速度随之减小,引起输入箱梁振动能量的减小,进而导致箱梁结构振动声辐射的减小。桥面板厚度由0.25 m增大到0.35 m,箱梁的振动速度级减小3~5 dB,结构噪声A声级降低3~5dB(A);不过桥面板厚度的变化对钢轨振动声辐射几乎没有影响。随着箱梁腹板倾斜度的增大,底板横向宽度逐渐减小,导波G的起始频率逐渐增大,进而导致底板振动声辐射峰值频率的增大。与双线箱梁相比,单线箱梁各板件的横向宽度相对较小,导致箱梁中导波的起始频率增大,从而引起箱梁振动声辐射峰值频率的增大和峰值的减小。单箱双室箱梁的中腹板抑制了引起单箱单室箱梁振动声辐射峰值的导波E和G的传播,因此单箱双室箱梁的振动声学性能优于单箱单室箱梁。