道岔尖轨段打磨目标廓形优化研究

宗聪聪 张 让 周云飞 沈 钢 丰灿灿

(1. 吉林省(水利厅)河务局，130022，长春； 2. 同济大学铁道与城市轨道交通研究院，201804，上海； 3. 吉林省发展和改革委员会，130051，长春//第一作者，科员)

道岔是轨道交通中一个特殊的部件。其转辙区和辙叉区在运行一段时间后，磨耗损伤较严重，会降低车辆的行车安全性[3]，故需对钢轨进行打磨。日本于1985年基于轮轨接触点分布提出了一种针对日本东海道新干线钢轨打磨的方法。文献[4]对新设计的钢轨型面进行了局部优化，使新设计的钢轨与实际线路更加契合。文献[5]从轮轨型面匹配角度优化钢轨的型面，降低了轮轨间的磨耗。本文运用文献[5-6]提出的轮轨最小法相间隙法的定义方式及对其最小值求解的数学方法，在进行一定改进的基础上优化道岔区钢轨型面。

1 模型

车辆运行过程中，其轮轨接触点附近的面法向间隙的平均值越小，则有效接触面积越大，车辆在道岔发生脱轨的可能性就越低[6-9]。

本文在计算中作出如下假设：① 当车辆在道岔转辙区内行驶时，轮轨为刚性，忽略弹塑性变形的影响，认为轮轨间只存在单点接触；② 轮轨接触点从基本轨跳跃到尖轨的过程中，存在2点接触，但这2点接触只是一个瞬态的过程，对求解不做考虑；③ 轮对的摇头角取值为0；④ 因为列车过道岔转辙区的横移量在一定的范围内徘徊，故优化前对横移量的范围进行预估计。

1.1 优化范围的选取

道岔转辙区钢轨由基本轨和尖轨两部分组成。通常情况下，只需保证优化范围稍大于接触范围即可。……