铁路具有运量大、运输密度高、车辆轴重大等特点，其对轨道结构的冲击作用力相当大，容易导致钢轨磨损以及轨道部件破损，降低行车安全性。曲线轨道作为线路的重要组成部分，具有转向角和外轨超高的特点，因此列车通过时，轨道的受力状况会发生变化，导致车辆晃动、轨道磨耗加剧。为研究小半径曲线处钢轨的受力状况（包括垂向力和横向水平力），奥地利联邦铁路公司下属基础设施股份公司（?BB-Infrastruktur AG）开展了一项课题研究。研究目的是基于实测数据创建小半径曲线上钢轨横截面的垂向力和横向水平力载荷谱，并基于所创建的载荷谱估算小半径曲线中钢轨的寿命。

1 项目简介

?BB-Infrastruktur AG选择南部线路（维也纳—格拉茨）一处小半径曲线上的布赖滕施泰因（Breitenstein）测量站进行此次研究。此处曲线半径为183 m，外轨超高135 mm，站台区域有轻微的纵向斜度。根据欧洲标准《铁路设施-铁路车辆运行特性的验收试验和模拟-运行性能和稳定性试验》（EN 14363-2016），此处的曲线半径明显低于“极小半径曲线”。此线路区段的列车允许最高行驶速度为60 km/h。因为较重的钢轨（如54E2或60E1型）在温度变化时，其横截面上会产生较大的纵向力，所以此区段尽管交通量很大，仍根据欧洲标准《铁路设施-轨道-钢轨-第1部分》（EN 13674-1-2011）铺设了49E1型钢轨。

项目采用轨旁测量装置测量钢轨横截面上的垂向力和横向水平力。此测量站共有16个安装了传感器的轨枕盒，整个测量线路段的长度为9.6 m。借助合适的评估软件对传感器（应变计）获取的数据进行评估和分析，便可以确定静态和动态的垂向轮轨力及横向侧偏力。……