在高速铁路无砟轨道结构中,轨道扣件起到了固定钢轨正确位置、衰减振动、绝缘等作用。因此,其动态性能对整个轨道结构的振动和噪声特性都具有十分重要的影响。扣件结构中的弹性垫板是提供弹性和阻尼性能的主要部件,而弹性垫板属于高分子粘弹性材料,其力学性能受到温度、频率、加载幅值、预压力大小以及服役历史等诸多因素的影响。由此可见,扣件系统的力学性能十分复杂。本论文的研究目的是探明我国高速无砟轨道扣件的刚度在低温、高频条件下的变化规律。通过试验设计以及仿真分析,得到扣件整体及弹性垫板的动刚度特性,并建立合适的模型对其动刚度进行表征。本文具体研究工作如下:（1）基于间接法,通过锤击试验测试了WJ-7B、WJ-8B及Vossloh300三种扣件在100～800 Hz、-50～10℃下的频响特性,并建立合适的理论模型,基于锤击试验的结果,确定理论模型中的参数,从而解析地表达了三种扣件在对应温度、频率范围内的动刚度特性。结果表明:在动刚度较为平缓的低频段及高频段,WJ-8B在-50℃时的动刚度比10℃时增加了2.75～3.45倍,Vossloh300增加了1.32～3.45倍,在动刚度出现谷值的频率（约560 Hz）处,WJ-8B在-50℃下的动刚度比10℃下增加了最多75.31倍,Vossloh300扣件则减小了最多39.61倍,WJ-7B扣件的动刚度随温度变化则不明显。当频率从100 Hz升高到800 Hz时,WJ-8B扣件的动刚度增加了3.08～4.72倍,Vossloh300扣件增加了1.32～4.02倍,WJ-7B扣件增加了4.9～19倍。WJ-8B和Vossloh300扣件的阻尼比均随着温度降低而增大,在-20℃左右的玻璃化转变温度时达到极值,此后随着温度继续降低而开始下降。（2）基于商业有限元分析软件,建立了WJ-7B及WJ-8B两种扣件的完整有限元仿真模型及其对应的弹性垫板与钢轨组成的模型。通过将仿真模型在单位谐响应下的原点位移频响与锤击试验获取的频响函数进行对比,验证了有限元模型的正确性。在此基础上,对扣件系统整体进行了模态分析,分析了扣件系统在0～1000 Hz内的模态特性。并计算了扣件及弹性垫板在不同温度、不同预压力下的动刚度特性。结果表明:随着温度从10℃降低到-50℃,WJ-8B的弹性垫板动刚度增加了10.14～10.79倍,而WJ-7B的弹性垫板动刚度在各温度下差别不大。两种扣件的低频动刚度均随着预压力的增加而增大,而扣件整体的高频动刚度受预压力的影响则较小。这是因为扣件刚度在高频时进入了质量控制区,此时质量阻抗占据了主导作用。随着预压力从5 k N增加到20 k N,WJ-8B扣件的低频动刚度增加了0.75～12.23倍（12.23倍出现在5 k N预压下动刚度的一阶谷值处）,其弹性垫板的动刚度增加了约0.30倍,WJ-7B扣件的低频动刚度增加了0.86～1.41倍,其弹性垫板的动刚度增加了0.32倍左右。（3）考虑了弹条变形量的大小对扣件系统整体动刚度的影响,结果表明:随着W1型弹条变形量的增大,扣件系统的低频刚度也会增大,这说明扣件系统的静刚度由弹性垫板和弹条的刚度大小共同决定。此外,扣件系统的模态频率也会随着弹条变形量的增大而升高,但是在高频段,不同弹条变形量下的扣件系统刚度开始趋于一致,这与不同预压力下扣件系统整体动刚度的趋势基本一致。（4）分析了扣件的结构特点,将扣件简化为了相应的理论系统,并推导了该理论模型在简谐力作用下的动刚度表达式,采用该表达式对扣件系统在不同温度下的整体动刚度进行了表征,并取得了较好的效果。对于弹性垫板在不同温度下的动刚度,则采用了简单的二次多项式表征。