张 欢，蒋金洲

(中国铁道科学研究院铁道建筑研究所，北京 100081)

目前我国重载铁路货车的轴重为25 t，与重载铁路强国澳大利亚、美国和加拿大等国相比，还存在着一定的差距。为适应国民经济的发展，正开展轴重30 t重载铁路研究。要求轨道结构应与高轴重相匹配，尤其是接头区的轨道结构。

钢轨接头是用接头夹板和接头螺栓将两根钢轨连接在一起的。由于存在轨缝λ和夹板抗弯刚度比ξ(夹板抗弯刚度占钢轨母材抗弯刚度的比例)只有1/4～1/3，车轮通过时，将产生剧烈冲击，钢轨承受的冲击力约是无接头处钢轨的2～3倍［1-2］。在速度相同情况下，轴重越大，冲击力越大，对轨道结构和下部基础破坏力越大。因此，钢轨接头是轨道结构的一个薄弱环节。国内外学者对钢轨接头受力、结构强度等进行了大量的研究与分析，并提出了一些改进建议［4-6］。研究和实践表明，提高钢轨接头夹板抗弯刚度是减少车轮冲击，延长接头区轨道结构使用寿命的最有效途径。

1 钢轨接头受力及变形特点

车轮到达接头轨缝时，送轮轨将承受轮重垂直力P和轮轨水平力Q作用。轮重垂直力P使送轮轨轨端下挠，轨缝形成台阶(如图1中的z);轮轨水平力Q使送轮轨轨端外翻或内倾，轨缝在平面上形成错牙(如图2中的δ)。

由于接头区轨道的受力和变形主要源自于车轮的垂向作用，因此本文研究垂向受力，暂不考虑横向受力和变形的情况。

图1 台阶示意图

图2 错牙示意图

同一接头，在车轮相同速度的情况下，轮重垂直力P越大，则台阶值z越大，通过轨缝λ越大，迎轮轨轨端形成的冲击荷载P1越大。……