无砟轨道作为高速铁路的下部行车基础,在新旧混凝土层间粘结薄弱和后期运营环境长时间共同作用下,必然会导致层间粘结遭到破坏,进而影响轨道的正常运营。本文借助于国外某大跨度钢桥混凝土桥面铺设单层长枕埋入式无砟轨道的工程实际案例,根据桥梁及无砟轨道的结构特点,运用有限元方法,建立桥梁-轨道实体模型,结合室内足尺模型试验,研究无砟轨道层间连接的受力特性,并优化层间连接的设计方案,主要工作内容和结论如下:（1）根据文献资料简要介绍本文的研究背景及意义,详细综述了大跨度钢桥轨道类型、叠合面、钢混组合结构及轨道层间连接的研究现状,并提出了本文的研究内容和技术路线;同时结合新旧混凝土层间粘结机理,对轨道层间受力全过程以及轨道层间门型钢筋设计原理进行阐述,总结了新旧混凝土层间抗剪承载计算公式。（2）设计并开展室内无砟轨道力学综合性能足尺模型试验,测试了轨道层间连接在静载和动载作用下的力学特性。对试验结果分析表明,在荷载作用下轨道结构未发生层间开裂,各测点应力值均未超过混凝土设计强度,在动载反复作用下,道床板和桥面板保持着稳定的受压、受拉状态,门型连接钢筋起到了明确的作用,道床板与桥面板二者协同受力介于叠合梁与结合梁之间。（3）借助于有限元软件,计算并分析了该组合结构在列车荷载、温度荷载及组合荷载作用下,层间门型钢筋及其周边混凝土的受力特性,结合理论计算、室内足尺试验,探究了层间设置门型钢筋对道床板与桥面板结合状态的影响,评价了层间门型钢筋对协同作用的加强效果,并进一步优化了门型钢筋的布置方案。研究结果表明,增大门型钢筋的直径或者加密门型钢筋布置,均有利于提高道床板与桥面板的结合程度,但难以达到使两者形成完全结合板的程度。建议在道床板与桥面板连接处选取15组Φ16门型钢筋进行布置较为合理,以保证门型钢筋在轨道服役年限内能够正常工作。