随着公路车辆超速超载现象日益增多,很多公路桥梁出现了各种各样的病害,其中很多在役桥梁在病害的影响下结构强度仍能满足安全要求,但是刚度却明显不足,车辆在其上行驶时会产生较大的振动响应,严重影响行车舒适度。对于这一类问题需要结合车桥耦合振动对行车舒适度进行研究,并将研究结果用于指导这类桥梁的加固改造。本文在深入了解国内外关于车桥耦合振动研究成果的基础上,提出了将车桥耦合系统分为车辆和桥梁两个独立系统求解的思路,分别建立车辆动力平衡方程和桥梁动力平衡方程,然后以位移协调和相互作用力为联系条件分别求解车辆模型和桥梁模型的动力响应;用三角级数法模拟路面的不平度,并在模型计算中加以考虑;提供了无条件收敛的数值积分方法Newmark-β法,运用ANSYS中的位移接触方法在车轮与桥面之间建立接触单元用以实现车辆和桥梁动力平衡方程的联合求解,并验算了1/4车辆模型匀速驶过简支梁桥的算例;总结了较为常用的行车舒适度评价方法,即Sperling平稳性指标法和ISO 2631平顺性评价法;最后对湖北省内某刚架拱桥做了车桥耦合振动响应分析和行车舒适度评价并以行车舒适度为评价标准研究了刚架拱桥桥面、横系梁、实腹段、弦杆、斜撑、拱腿六个主要构件的影响权重,根据研究结果拟定了合理的加固改造方案。研究结果表明本文提出的车桥耦合振动求解方法适用性和实用性较好;车辆的行驶速度对桥梁跨中挠度最大值的影响较大,但无明显的线性相关性,不是简单的随车辆行驶速度的增加而增加;各构件对行车舒适度有显著影响,且影响权重具有很大差别,据此拟定的加固改造方案可以有效改善行车舒适度。