为探讨高速铁路基础变形引起的无砟轨道桥梁系统关键构件的变形累积和钢轨刚度突变的解析表达式，根据高速铁路桥上的双块、单元板式和纵板式无碴轨道的结构特点，基于Castigliano第二原理和线性叠加原理，考虑关键构件的刚度突变，通过试验、仿真和实测结果验证了受限制构件参与的无砟轨道结构轨道变形与地基变形的解析表征模型。基于该模型，分析了桥梁变形、关键构件刚度突变和极限构件参与对无砟轨道桥梁体系层间变形传递和连接接触的影响规律。研究表明，该模型与试验结果、仿真结果以及轨道检测车的实测数据吻合较好，验证了模型的正确性。跟随性在三条无砟轨道自重作用下，桥梁发生变形。单元板对桥梁的变形适应性强，纵向连接板对桥梁的变形抗力强，但容易形成大规模的板底空洞，给行车带来安全隐患，“下陷”单元的剪切刚度对“下陷”单元变形的影响小于“下陷”单元，且“下陷”单元的剪切变形小于“下陷”单元，而“下陷”单元的剪切变形小于“下陷”单元，剪切齿槽的参与对轨面变形有很大影响。