【摘要】以重庆跨座式单轨道岔梁为研究对象，对道岔梁进行静力分析计算得出，道岔梁在满足其承载力要求的基础上，还存在较大的安全裕度。通过优化软件HyperWorks建立了道岔梁的优化模型，在保证承载力及必要安全裕度的前提下，对道岔梁进行了优化设计。优化前后结果对比表明：在完全满足承载力的条件下，梁体重量降低了15.5%。

【关键词】道岔梁；结构优化；尺寸优化

跨座式单轨道岔是一种特殊结构的道岔，呈“工”字型，顶面为走行面，侧面为导向及稳定面，道岔梁整体转辙时可与轨道或道岔梁对接形成岔道，列车沿曲线行驶，冲击力小，运行平稳，舒适性好。

1、道岔梁的静强度分析

道岔梁全长30m，一共由5段组成，每段长6m， 位于中段的三号梁是由204块钢板焊接而成的箱形梁，高1.42m，宽0.85m，除梁段间起联接作用的部件为合金材料外，梁的主体全部使用Q235-B材料。

利用HyperMesh的自动划分功能对道岔梁进行了网格划分，单元尺寸为25mm，为四节点壳单元，共建立了81593个单元，80456个节点。模型网格划分情况如图1。

图 1 道岔梁有限元模型

根据列车的实际受力情况，现考虑针对最危险工况下来分析梁的应力和变形情况。通过静强度分析，得出了最危险工况下梁体的受力情况。三号道岔梁的最大等效应力为 ，考虑安全系数， ，小于材料屈服应力235MPa，最大变形为0.4255mm，发生在梁体的中上部，大小满足强度和刚度要求，结构存在比较大的优化余地。

2、结构优化设计

2.1尺寸优化

2.1.1尺寸优化模型的建立

（1）设计变量的选取