当今,铁路发展的大背景是客运高速,货运重载。道岔是轨道部件中的薄弱环节,是决定行车速度和运行安全性的重要因素,也是限制铁路通过能力的重要因素。对于重载铁路而言,大轴重,大运量是其主要特征,因此会产生较大轮轨动态相互作用,过大的轮轨力在道岔区的作用更为明显,会加剧轨道部件的疲劳伤损。另一方面,道岔转辙器区和辙叉区钢轨横截面形状随线路长度方向而变化,体现出道岔的变截面特征,在辙叉区还会出现轨线中断的情形,因此道岔区轮轨接触状态复杂多变,分析重载条件下的铁路道岔的动力学响应,对发现铁路道岔的疲劳损伤规律,对提高道岔的使用寿命,对道岔的养护维修都具有积极的意义。本文以多体系统动力学软件UM为建模仿真平台,建立了12号和18号固定辙叉式道岔模型和25吨轴重货车C80模型,道岔模型和车辆模型均经过合理的简化。本文首先仿真分析了车辆侧逆向和直逆向通过12号和18号固定辙叉式道岔,仿真结果表明:转辙区轮轨之间冲击以横向振动冲击为主,辙叉区轮轨之间的冲击以垂向振动冲击为主。重载道岔相比提速道岔和高速道岔在辙叉区轮轨垂向冲击剧烈,轮轨垂向力都接近或者高出低频条件下的垂向力限值。重载货车通过道岔辙叉区时会发生瞬时的跳轨现象,轮重减载率达到最大值1。车辆直逆向通过道岔时动力学性能优于车辆侧逆向通过道岔时的动力学性能。为考虑以下几点要求:(1)重载铁路为了提高通过能力而提高进出站速度;(2)道岔节约用地和施工铺设简便;(3)制造和养护维修经济型好。本文研究设计重载铁路15号固定辙叉式道岔。道岔的设计主要包括道岔通过速度的确定,道岔结构的设计以及道岔平面的设计。然后在动力学软件中建立出15号道岔模型,进行动力学分析,最后对三种道岔的动力学性能进行比较,验证15号道岔设计的合理性。结果表明:车辆以60km/h的速度侧逆向通过15号道岔时,大部分动力学性能介于12号道岔与18号道岔之间,有个别数据是三种道岔中最小值,说明速度,曲线半径,道岔号数的匹配相对最优;车辆以80km/h的速度直逆向通过15号道岔时动力学性能也表现优良,说明了15号道岔设计具备合理性。