重载铁路轨底坡设置对轮轨接触及轨面受力的影响

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为探讨不同轨底坡设置条件下轮轨接触关系及钢轨受力情况,建立C80型重载货车动力学模型,在轨底坡为1/20、1/30、1/40及无轨底坡条件下,对比分析轮轨接触特性、行车安全性、蠕滑特性及轮轨磨耗趋势。分析结果表明,针对目前重载货车普遍使用的LM型车轮踏面,内外轨均设置1/20轨底坡的布置方案将有利于小半径曲线地段货车通过时钢轨受力,缓解小半径曲线地段频发的钢轨波磨、异常磨耗及轮轨接触疲劳现象,有效提升钢轨使用寿命。在曲线内侧,由于垫板失效等原因导致无轨底坡时,轮轨接触区域明显向钢轨轨角区域外移,相较于设置轨底坡工况,接触面最大应力增幅为15.5%、脱轨系数增幅为10.2%、蠕滑作用及磨耗增幅分别为16.5%和12.6%。因此,应在线路工务养护过程中重视钢轨波磨病害整治及轨底坡保持,并对轨下垫板失效地段及时进行检修,线路设计时应根据不同的线路条件设置合理的轨底坡。
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