高速铁路由于地形、地质等条件限制,有相当数量的无缝道岔设置在高架结构上,形成高架站无砟轨道无缝道岔结构。高架站轨道系统综合了无缝线路、无缝道岔、无砟轨道、桥梁等技术难点,是高速铁路轨道系统安全服役中的薄弱环节。因此针对这一复杂结构体系,非常有必要建立长期监测系统,实时测试其安全服役行为,对可能发生的破坏进行预测预警,为高速铁路的安全运营提供保障。本文基于有限元方法和多体动力学分析理论,建立了高速铁路桥上板式无砟道岔静、动力学模型,分析了影响高架站轨道系统受力与变形的主要因素,研究了高架站轨道系统的敏感指标及区域,提出了监测内容、监测方法和测点布点方案。结合京沪高速铁路现场试验,建立了高速铁路高架站长期监测系统,实现了监测数据的自动采集传输,分析和预测预警等功能。通过长期监测数据验证了理论分析模型,完善了监测方法,为高速铁路轨道系统监测技术的研究提供了科学依据。主要研究工作及成果如下：(1)高速铁路桥上板式无砟道岔静、动力学模型的建立针对高速铁路桥上板式无砟道岔的结构特点及力学特性,本文基于有限元理论,建立了高速铁路无缝道岔—无砟轨道—桥梁有限元模型：基于多体动力学和车辆-轨道耦合动力学分析理论,通过联合仿真技术建立了车-岔-桥系统空间耦合动力分析模型：利用现场实测数据验证了模型的可靠性。(2)高速铁路高架站轨道系统敏感区域研究对高速铁路桥上无砟道岔静动力评估方法和指标进行了归纳总结。借助高速铁路无砟道岔静、动力学分析模型,以桥上无砟道岔检算指标作为评价标准,从温度荷载、列车荷载等方面对高速铁路桥上无砟道岔的敏感区域进行了分析,得到了高架站轨道系统的敏感指标和区域,提出了高架站轨道系统的长期监测内容。(3)高架站轨道系统长期监测方法和测点布置的研究根据长期监测内容,提出了基于光纤光栅技术测试轨道结构的受力和小变形,基于视频感知技术测试轨道结构的大变形。借助理论分析结果和相关性分析方法,确定了桥上无砟道岔测点布置方案,并以此为基础开展了京沪高速铁路现场试验。(4)高速铁路高架站长期监测系统的建立和长期监测数据的分析结合京沪高速铁路现场试验,建立了高速铁路高架站长期监测系统,实现了监测数据的自动采集传输、分析、异常数据处理和预测等功能。通过对长期监测数据的分析处理,揭示了长期荷载作用下高架站轨道系统的受力变形规律。