DZ III型扣件系统组装横向刚度测试与仿真

作者：谢朝川; 韦凯^*; 王显; 刘延滨; 谭滔

来源：铁道标准设计, 2023, 1-9.

DOI：10.13238/j.issn.1004-2954.202308090001

• 扣件系统
• 横向刚度
• 弹性垫板
• 板下垫板
• 室内试验
• 仿真模型

为探明扣件系统的横向刚度及其主要影响因素，以更好地控制实际的钢轨横向变形。以DZ III型扣件系统为例，通过室内试验测得DZ III型扣件系统铁垫板以上结构以及板上与板下均考虑的组合结构的横向力-位移曲线，对比分析板上结构与组合结构横向刚度的差异性以及弹性垫板对扣件系统横向刚度的影响规律。试验结果表明，扣件系统的横向刚度具有明显的非线性特征，板下垫板及其设计特征对扣件系统的横向刚度有显著影响。以轨底产生滑移的装配B型弹性垫板的扣件系统为例，建立三维有限元模型，在仿真与试验验证的基础上，研究板下垫板的摩擦系数与板下垫板的表面结构形式对扣件系统横向刚度的影响规律。主要研究结论如下：（1）增大板下垫板的摩擦系数可以显著提高常见横向荷载范围内扣件系统抵抗横向荷载的能力，以钢轨横向位移达到1.5mm时扣件系统抵抗的横向荷载为例，板下垫板的摩擦系数从0.2增大至0.8，扣件系统所能抵抗的横向荷载从3.26kN增大至6.40kN，扣件系统能够抵抗的横向荷载达到了原先的两倍；（2）采用沟槽型的板下垫板可以有效控制常见的横向荷载范围内钢轨横向位移，提高扣件系统抵抗横向荷载的能力，以钢轨横向位移达到1.5mm时扣件系统所能抵抗的横向荷载为例，采用沟槽型的板下垫板相比于凸台阵列结构的板下垫板其扣件系统抵抗的横向荷载分别提高了47.3%与55%。

• 单位
  西南交通大学; 土木工程学院