客货混运快速铁路钢轨廓型动力学优化研究

客货混运快速铁路承受着中低速货运和中高速客运的双重考验，货车剧烈的轮轨互相作用产生多种钢轨病害且发展迅速，采用钢轨廓型优化可减小其作用强度，但也给中高速客车行车品质带来挑战，研究兼顾两种不同运输模式需求的钢轨廓型方案具有重要的现实意义。本项目基于轮轨动力相互作用原理和轮轨接触理论，建立钢轨廓型优化的轮轨动力学分析模型；以数值仿真为手段，以减小货车对轨道的破坏并保障客车行车安全性、舒适性为目标，重点分析不同轨道状态和廓型方案时客、货列车的动力响应；并通过科学试验，利用轮轨接触状态可视化检测装置、钢轨型面移动采集仪、轮对横移测量系统和动静态测试手段等，验证和完善理论分析方法。从理论和试验上揭示优化钢轨廓型从而改善轨轨动力作用性能的机理。相关成果可为减轻货车轮轨作用强度，保障客车快速行车品质，延长设备服役周期，实现客货混运快速铁路养护作业的科学化提供理论支持。

项目重点围绕客货混运快速铁路曲线地段钢轨廓型优化的标准和方法展开理论与试验研究，探索曲线地段钢轨廓型优化的策略与方法。基于轮轨动力相互作用原理和轮轨接触理论，从轮轨接触几何学、轮轨接触力学、车辆-轨道系统动力学的多维角度，建立钢轨廓型动力学优化分析模型；以数值仿真为手段，以减小货车对轨道的破坏并保障客车行车安全性、舒适性为目标，重点分析了不同线路参数和廓型方案时客、货列车的动力响应；并通过科学试验，利用廓型跟踪、光带观测、硬度检测等现场测量分析技术，验证和完善了理论分析方法。项目结合成都铁路局山区铁路的特点，分别组织进行了成昆线、宝成线的小半径曲线钢轨廓型优化试验，并开展了客、货车辆作用下的钢轨廓型动力学优化研究，从理论和试验上揭示优化钢轨廓型从而改善轨轨动力作用性能的机理。研究成果可为减轻货车轮轨作用强度，保障客车快速行车品质，延长设备服役周期，实现客货混运快速铁路养护作业的科学化，轨面管理的精细化提供理论支持与案例参考。本本项目指导硕士研究生2 名完成学位论文，该项目发表学术论文5篇，申请发明专利3项，参加国外学术交流会议3个，进行国外轨道交通发展状况考察1次。