随着铁路车速及轴重的不断增加，在列车的高速、重载运行下，钢轨运行表面容易发生钢轨病害，主要形式有剥落掉块、波浪形磨耗、滚动接触疲劳、轨头鱼鳞裂纹等，造成钢轨表面存在不同类型病害，严重影响列车运行舒适度及列车运行安全。为强化钢轨日常的养护维修管理，确保列车运营安全、降低养护成本已刻不容缓，而钢轨打磨是解决钢轨伤损问题的有效策略之一。本文针对沪昆铁路钢轨伤损问题，开展了既有线路钢轨和车轮型面现状的调查，通过对钢轨型面磨耗预测分析，以及对钢轨廓形打磨进行了优化设计并对比分析了相关实施效果，为沪昆线钢轨廓形打磨提供技术支持，为中国铁路上海局集团有限公司钢轨廓形打磨修理的全面开展起到推动作用。
　　主要研究工作如下：
　　(1)通过钢轨廓形测量数据分析，比较测量数据平滑滤波的常用算法，立足钢轨的轮廓直线或曲线分布特征，得出了钢轨廓形测量的各种数据，并根据Savitzky-Golay平滑计算法，对其作了平滑特殊处理，结合轨头侧面直线特征以及曲线距离最小的原则，对廓形曲线实施了对齐处理。
　　(2)建立货车车辆—轨道耦合动力学模型，并给出了动力学计算结果。并就我国铁路标准钢轨和LM型磨耗型踏面建立了几何模型，通过切片投影法寻找轮轨刚性接触点；利用非赫兹接触理论计算轮轨法向应力，从而更加精确的来求轮缘与轨距角发生接触时触斑上的法向应力，为保证计算效率，轮轨切向应力利用FASTSIM理论计算。再结合轮轨接触应力计算理论和Archard材料磨损模型，为完整的钢轨磨耗模型提供了理论基础。
　　(3)针对沪昆线既有钢轨不同病害提出优化钢轨廓形设计方案，对曲线钢轨病害比较突出的提出廓形优化设计方案，并给出了轮轨型面设计流程。
　　(4)通过曲线地段的廓形进行优化设计，提出了在廓形修理中加入修理性打磨与预防性打磨的限值。