（道路与铁道工程专业论文）钢轨横向变形研究.pdf

西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 摘要 钢轨横向变形与钢轨、扣件和轨下胶垫有关，是影响轨道平顺性的重要 因素，也是轨道动力分析、设计的重要参数，但多年来这方面的研究工作不 多。因此本文以此问题为研究内容是十分必要的。 本文在介绍了偏心竖向力和横向力引起钢轨横向变形的基本原理及国内 外分析理论基础上，运用有限元法建立了包括钢轨、扣件扣压件和轨下胶垫 的钢轨横向变形力学分析模型。 扣件参数是影响钢轨横向变形的重要因素。本文收集了国内外主型扣件， 在综合分析的基础上确定了扣件参数：初始扣压力，轨下垫层刚度、扣压件 竖向和扣件横向刚度。为了选取合理钢轨长度，选取不同钢轨长度进行了计 算，确定不同工况的计算长度，并验证模型的正确性。 使用建立的模型，本文分别分析了轮轨力，扣件和轨枕间距对钢轨横向 变形的影响规律。对轮轨力分析表明改变轮轨力大小和作用位置，横向变形 以线性变化，其中横向力大小和竖向力作用位置对其影响较大。对扣件分析 表明，增大初始扣压力不能有效控制横向变形，而且过大的扣压力会损坏扣 件；扣件横向刚度小于4 0 k n m m 时才对横向变形有影响；增大轨下垫层刚 度可以有效控制横向变形，但降低线路弹性，应综合考虑合理选取该值。对 轨枕间距分析表明它对钢轨横向变形影响不大 最后本文从钢轨横向变形产生原因和影响因素两方面提出控制钢轨横向 变形的措施：改善轮轨接触和合理扣件系统。 关键词：钢轨，横向变形，扣件参数，控制措施 西南交通大学硕士研究生学位论文第f l 页 a b s t r a c t l a t e r a ld e f o r m a t i o no f r a i l i sr e l a t e dt or a i l ，f a s t e n e r sa n dr a i lp a d i ti so n eo f i m p o r t a n c ef a c t o r sw h i c ha f f e c t ss m o o t h - t e s so f r a i l w a ya n di so n eo fi m p o r t a n c e p a r a m e t e r so ft r a c kd y n a m i ca n a l y s i sa n dd e s i g n b u tf o rm a n yy e a r sw en e g l e c t t h ei n v e s t i g a t i o n s oi ti sn e c e s s a r yt os t u d yt h ep r o b l e m o nt h eb a s i so fi n t r o d u c i n gt h eb a s i cp r i n c i p l eo fr a i lt r a n s f o r m a t i o ni n e c c e n t r i c i t yv e r t i c a lf o r c ea n dl a t e r a lf o r c ea n ds t u d y i n gm e t h o da th o m ea n d a b r o a d ，t h ep a p e rb u i l d i n gam o d e lo ft r a c ks t r u c t u r ew h i c hn s et h ef i n i t ee l e m e n t m e t h o da n di n c l u d er a i la n dr a i lf a s t e n e t s f a s t e n e rp a r a m e t e r sa r ei m p o r t a n c ef a c t o r sw h i c ha f f e c tl a t e r a ld e f o r m a t i o n o fr a i n 圯p a p e rc o l l e c t st h ep r i n c i p l ef a s t e n e r o nt h eb a s i so fm u l t i f a c t o r i a l a n a l y s i si td e t e r m i n e sf a s t e n e rp a r a m e t e r si n c l u d i n gi n i t i a lc l a m p i n gf o r c e ，t h e e l a s t i cr i g i d i t yo f r a i lp a d ，v e r t i c a ls t i f f n e s so f c l i pa n dl a t e r a ls t i f f n e s so f f a s t e n e r n e p a p e rc a l c u l a t e sm o d e l sw i t hd i f f e r e n tl e n g t hi no r d e rt oc h o o s er e a s o n a b l e l e n g t hi nd i f f e r e n tw o r k i n gc o n d i t i o n , a n dv e r i f i e sc o r r e c t n e s so fm o d e l b a s eo nt h em o d e l t h ep a p e ra n a l y s e st h es t a t u so fr a i li a t e r a ld e f o r m a t i o n w h i c hi sa f f e c t e db yw h e e l - - r a i lf o r c e f a s t e n e ra n ds l e e p e rs p a c e n l ca n a l y s i so f w h e e l - - r a i lf o r c es h o w st h a tl a t e r a ld i s p l a c e m e n to fr a