重載車輛-道岔耦合動力特性及岔區加強研究

侯博文， 高 亮， 劉啟賓

(1.北京交通大學土木建筑工程學院，北京 100044;2.中鐵第一勘察設計院集團有限公司，陜西 西安 710043)

道岔具有結構復雜、壽命短、行車安全性低、養護維修工作量大等特點，是軌道結構的三大薄弱環節之一［1］.頻繁的養護維修及更換道岔嚴重影響重載鐵路的正常運營.因此，為了保障車輛過岔的安全性，延長道岔使用壽命，有必要建立較為完善的車輛－道岔精細化動力學分析模型，掌握車岔系統的動力特性，提出針對道岔結構的有效加強措施，為道岔的合理維修及結構加強提供理論指導.

目前主要采用自編程序或SIMPACK、ADAMS/RAIL、NUCARS等商業多體動力學軟件對車輛過岔時道岔的動力特性進行研究.文獻［2－4］通過自編程序對車岔之間的動力作用關系進行了研究.文獻［5］采用NUCARS有限元軟件建立了岔區軌道結構動力分析模型，研究了轍叉區輪軌動力沖擊特性.文獻［6］基于自編程序與SIMPACK多體動力學的協同仿真，研究了車岔系統的動力特性;文獻［7］基于ABAQUS與SIMPACK的協同仿真，研究了高速鐵路橋上無砟道岔的動力特性.

鑒于道岔區軌道結構復雜，采用自編程序往往需要耗費大量建模時間，而商業多體動力學軟件則將軌道結構及車輛視為剛體，無法對車輛荷載下軌道結構的動力特性進行準確模擬.因此，本文利用ANSYS有限元軟件建立了75 kg/m鋼軌12號單開道岔模型，基于輪軌關系建立了車輛－道岔剛柔耦合動力分析模型.

由于商業軟件中并無相應的可直接將剛性……