30 t軸重重載鐵路有砟軌道動(dòng)力性能試驗(yàn)研究

李明

（中國(guó)國(guó)家鐵路集團(tuán)有限公司工電部，北京 100844）

重載鐵路運(yùn)能大，效率高，運(yùn)輸成本低，在世界各國(guó)得到廣泛應(yīng)用［1］。隨著重載列車速度的提高和運(yùn)量的增加，大軸重、高密度的運(yùn)營(yíng)條件加劇了軌道結(jié)構(gòu)的破壞，加快了線路設(shè)備病害發(fā)生和發(fā)展的速度［2］，如大秦線近年來(lái)多次線路調(diào)查結(jié)果表明，鋼軌、軌枕、扣件、道床等部件均出現(xiàn)了不同程度的傷損。

瓦日鐵路又稱山西中南部鐵路通道，西起山西省呂梁市興縣瓦塘鎮(zhèn)，東至山東省日照港，是我國(guó)第一條按30 t 軸重重載鐵路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)的鐵路。為適應(yīng)30 t軸重的運(yùn)輸條件，通過(guò)研究30 t 軸重重載鐵路有砟軌道技術(shù)，提出了滿足30 t 軸重運(yùn)輸需求的重載鐵路有砟軌道結(jié)構(gòu)方案，并在瓦日鐵路長(zhǎng)子南站（含）—平順站（含）區(qū)段建立了重載綜合試驗(yàn)段［3］。

瓦日鐵路建成后，開(kāi)展了重載列車綜合試驗(yàn)，并于2014 年底開(kāi)通運(yùn)營(yíng)。2015 年、2016 年瓦日鐵路運(yùn)量不足500萬(wàn)t。隨著鐵路三年增量計(jì)劃的實(shí)施，瓦日鐵路運(yùn)量逐步擴(kuò)大，2018 年完成貨物運(yùn)量3 395 萬(wàn)t，并于2019年開(kāi)展了1.2萬(wàn)t重載貨物列車試驗(yàn)。

本文結(jié)合瓦日鐵路重載有砟軌道關(guān)鍵設(shè)計(jì)參數(shù)及歷次試驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析30 t 軸重新型重載鐵路有砟軌道結(jié)構(gòu)性能，為完善我國(guó)重載鐵路技術(shù)體系提供支撐。

1 30 t 軸重重載鐵路有砟軌道關(guān)鍵設(shè)計(jì)參數(shù)

瓦日鐵路30 t 軸重重載綜合試驗(yàn)段（以下簡(jiǎn)稱重載段）采用75 kg∕m 鋼軌鋪設(shè)跨區(qū)間無(wú)縫線路；扣件為有擋肩彈條Ⅵ型扣件；軌枕為有擋肩Ⅳa 型混凝土枕，長(zhǎng)2.6 m；采用特級(jí)材質(zhì)一級(jí)級(jí)配道砟；砟肩寬度為500 mm，砟肩堆高150 mm；道床邊坡1∶1.75，道床厚350 mm或300 mm。

選取一既有軌道結(jié)構(gòu)路段作為對(duì)比路段（以下簡(jiǎn)稱對(duì)比段），采用60 kg∕m 鋼軌，彈條Ⅱ型扣件，Ⅲa 型軌枕；采用一級(jí)道砟，砟肩寬度為500 mm，砟肩堆高150 mm，道床邊坡1∶1.75，道床厚300 mm。

1.1 扣件技術(shù)參數(shù)

我國(guó)自主研發(fā)的適應(yīng)30 t軸重重載鐵路的有擋肩彈條Ⅵ型扣件主要技術(shù)特點(diǎn)如下：

1）扣件設(shè)計(jì)橫向承載能力不小于70 kN；軌距調(diào)整量為-16～+12 mm。

2）彈條Ⅵ型扣件為有擋肩結(jié)構(gòu)，橫向荷載由混凝土枕?yè)跫绯惺?，較彈條Ⅱ型扣件橫向承載能力高，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉、技術(shù)成熟等特點(diǎn)。

3）彈條設(shè)計(jì)扣壓力12 kN，彈程12 mm，較Ⅱ型彈條均增加約20%，且最大工作應(yīng)力低于Ⅱ型彈條，有較大的安全儲(chǔ)備，疲勞強(qiáng)度較高。

4）在試鋪試驗(yàn)階段分別采用了橡膠、熱塑性彈性體（TPEE）和聚氨酯彈性體3 種材料的軌下墊板，靜剛度均在120～160 kN∕mm［4］。

1.2 混凝土軌枕技術(shù)參數(shù)

我國(guó)自主研發(fā)的適應(yīng)30 t軸重重載鐵路的有擋肩Ⅳa型混凝土軌枕主要技術(shù)特點(diǎn)如下［5］：

1）軌枕按動(dòng)力系數(shù)取2.5 并耦合70 kN 橫向荷載設(shè)計(jì)。

2）軌下截面和枕中截面設(shè)計(jì)承載能力分別為22.57，21.33 kN·m，比Ⅲ型軌枕分別提高了18.5%和23.3%，滿足30 t軸重軌枕荷載彎矩要求。

3）端部面積、底面積、質(zhì)量等參數(shù)均比Ⅲ型軌枕有所提高，降低了道床平均應(yīng)力，延緩了道砟粉化和道床下沉，提高了道床橫向阻力。

1.3 道床技術(shù)參數(shù)

我國(guó)重載鐵路道床主要技術(shù)特點(diǎn)如下：

1）道床頂面容許應(yīng)力取0.5 MPa，路基面的容許應(yīng)力取0.13 MPa［6］。

2）結(jié)合路基結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，提出2種道床結(jié)構(gòu)：①路基采用傳統(tǒng)設(shè)計(jì)或基床表層采用承載能力較低的填料時(shí)，采用雙層道床結(jié)構(gòu)。道床墊砟層厚200 mm，面砟層厚350 mm。②當(dāng)路基基床表層采用承載能力較高的級(jí)配碎石時(shí)，道床可設(shè)計(jì)為單層道床結(jié)構(gòu)［7］。道床厚350 mm，砟肩寬500 mm，砟肩堆高150 mm，道床邊坡1∶1.75。

2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2.1 試驗(yàn)內(nèi)容

在重載段選取直線區(qū)段和半徑為1 200 m 的曲線區(qū)段分別布設(shè)測(cè)點(diǎn)。測(cè)試內(nèi)容主要包括：

1）列車運(yùn)行安全性指標(biāo)，包括脫軌系數(shù)、減載率、輪軸橫向力等。

2）軌道部件強(qiáng)度，包括輪軌力、鋼軌強(qiáng)度、軌枕強(qiáng)度、支點(diǎn)壓力等。

3）軌道結(jié)構(gòu)部件與基礎(chǔ)振動(dòng)加速度，包括鋼軌、軌枕、扣件、道床等的振動(dòng)加速度等。

4）軌道部件位移，包括鋼軌、軌枕位移、軌頭橫移、動(dòng)態(tài)軌距變化量等。

2.2 列車編組

試驗(yàn)列車分3種編組：

①5 000 t 編組：HXD1F0001+SY997745+C969300?107+40輛C96貨車+C96H9300085+HXD2F0001；

②8 000 t 編組：HXD1F0001+SY997745+66 輛C96貨車+HXD1F0002+HXD2F0002；

③12 000 t 編組：HXD2F0001+HXD1F0001+SY99?7745+100輛C96貨車+HXD1F0002+HXD2F0002。

2.3 試驗(yàn)貨車參數(shù)

試驗(yàn)貨車選用30 t 軸重運(yùn)煤專用C96敞車。其主要技術(shù)參數(shù)［8］為：軸重30 t，自重24 t，載重96 t，每延米重8.82 t；換長(zhǎng)為1.2；車輛長(zhǎng)度為13 600 mm；車輛定距9 800 mm，固定軸距1 860 mm。

2.4 試驗(yàn)列車速度

試驗(yàn)開(kāi)始前，先進(jìn)行地面測(cè)點(diǎn)的5 km∕h 準(zhǔn)靜態(tài)標(biāo)定，然后按編組逐級(jí)提速。5 000 t 編組最高速度為110 km∕h，另外2種編組為100 km∕h。

3 試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

3.1 新型重載軌道結(jié)構(gòu)荷載作用特征分析

實(shí)車試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析包括3 種編組、6 個(gè)速度級(jí)、往返72個(gè)車次的測(cè)試結(jié)果。

1）安全性參數(shù)

脫軌系數(shù)、輪重減載率、輪軸橫向力是表征列車運(yùn)行安全性和軌道穩(wěn)定性的重要指標(biāo)。試驗(yàn)列車通過(guò)重載段直線和曲線區(qū)段測(cè)點(diǎn)時(shí)的安全性參數(shù)實(shí)測(cè)最大值見(jiàn)表1，均在安全限值之內(nèi)［9］。

表1 安全性參數(shù)實(shí)測(cè)最大值

從表1可以看出：曲線區(qū)段的脫軌系數(shù)、輪軸橫向力略大于直線區(qū)段；2種區(qū)段的輪重減載率相當(dāng)；曲線區(qū)段安全性參數(shù)最大值分布區(qū)間大于直線區(qū)段。

2）輪軌垂直力

試驗(yàn)列車通過(guò)重載段直線區(qū)段測(cè)點(diǎn)時(shí)，輪軌垂直力最大值為160.8～190.3 kN，最大值中大于190 kN的占6.67%；通過(guò)曲線區(qū)段測(cè)點(diǎn)時(shí)，輪軌垂直力最大值為164.8～215.9 kN，最大值中大于190 kN 的占12.51%。曲線區(qū)段產(chǎn)生的最大值較多。

試驗(yàn)列車通過(guò)重載段直線和曲線區(qū)段測(cè)點(diǎn)時(shí)，輪軌垂直力動(dòng)力系數(shù)最大可能值分別為1.31，1.26。動(dòng)力系數(shù)最大值平均為1.09，最大可能值為1.31，最大可能值計(jì)算時(shí)置信概率取為97.5%。

3）輪軌橫向力

試驗(yàn)列車通過(guò)重載段直線和曲線區(qū)段測(cè)點(diǎn)時(shí)，輪軌橫向力最大值分別為8.9～21.7 kN和12.4～43.8 kN。直線區(qū)段的最大值均小于25 kN，而曲線區(qū)段中大于30 kN 的占21.88%?？梢?jiàn)，曲線區(qū)段產(chǎn)生的輪軌橫向力明顯較大。

3.2 新型重載扣件性能分析

3.2.1 彈性墊層使用性能

有砟軌道剛度由扣件系統(tǒng)、碎石道床、路基等組成的鋼軌支點(diǎn)剛度和鋼軌抗彎剛度構(gòu)成，其中鋼軌支點(diǎn)剛度占比較大。彈性墊層剛度的改變直接影響鋼軌支點(diǎn)剛度，進(jìn)而影響支點(diǎn)壓力和鋼軌垂向位移等。

選取重載段和對(duì)比段的直線區(qū)段進(jìn)行彈性墊層性能對(duì)比試驗(yàn)，枕上壓力和鋼軌垂向位移實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)分別見(jiàn)表2、表3。其中，重載段彈條Ⅵ型扣件的彈性墊層采用TPEE 材質(zhì)，靜剛度為（140±20）kN∕mm；對(duì)比段彈條Ⅱ型扣件采用橡膠墊板，靜剛度55～80 kN∕mm。本次試驗(yàn)所選重載段道床厚350 mm。

表2 30 t軸重試驗(yàn)列車通過(guò)時(shí)的枕上壓力 kN

表3 30 t軸重試驗(yàn)列車通過(guò)時(shí)的鋼軌垂向位移 mm

從表2、表3 可以看出，2 種路段的軌道鋼軌支點(diǎn)剛度基本相當(dāng)。60 kg∕m 鋼軌和75 kg∕m 鋼軌垂向抗彎剛度的差別導(dǎo)致枕上壓力和鋼軌垂向位移略有不同。新型重載有砟軌道結(jié)構(gòu)在增大扣件彈性墊層剛度的同時(shí)增加了道床厚度，沒(méi)有明顯改變鋼軌支點(diǎn)剛度，而增加彈性墊層剛度并采用新材料可大大延長(zhǎng)彈性墊層的疲勞壽命，減少?gòu)椥詨|層養(yǎng)護(hù)維修工作量。實(shí)車試驗(yàn)前后，彈性墊層均無(wú)明顯滑移和磨損情況，彈條中肢前端始終與扣壓面無(wú)明顯離縫，表明彈性墊層厚度無(wú)明顯變化，使用狀態(tài)良好。

為驗(yàn)證彈性墊層在大軸重重載運(yùn)輸條件下的適應(yīng)性，分別選取橡膠和TPEE 材質(zhì)的彈性墊層在試驗(yàn)室PME?50A 液壓疲勞試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行垂向疲勞試驗(yàn)。試驗(yàn)選用彈條Ⅵ型扣件，循環(huán)荷載30～150 kN，加載頻率4 Hz，荷載循環(huán)300 萬(wàn)次。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4?？梢?jiàn)，2 種彈性墊層疲勞前后靜剛度變化率均小于30%，厚度變化率均小于10%，滿足技術(shù)要求［10］。

表4 彈性墊層垂向疲勞試驗(yàn)結(jié)果

3.2.2 扣件橫向剛度

扣件抗橫向荷載能力是評(píng)判扣件性能的重要指標(biāo)之一，也是影響軌道橫向穩(wěn)定性的重要因素。為研究30 t軸重重載列車通過(guò)較小半徑曲線時(shí)扣件節(jié)點(diǎn)實(shí)際承受的荷載大小，在重載段曲線區(qū)段進(jìn)行了扣件節(jié)點(diǎn)橫向力測(cè)試。

測(cè)試結(jié)果顯示，不同編組試驗(yàn)列車通過(guò)測(cè)點(diǎn)時(shí)實(shí)測(cè)扣件節(jié)點(diǎn)橫向力最大值為24.3 kN，遠(yuǎn)小于扣件設(shè)計(jì)橫向承載能力（設(shè)計(jì)要求最大調(diào)高時(shí)橫向承載能力不小于70 kN），具有較大的安全余量。

考慮到重載段實(shí)測(cè)扣件節(jié)點(diǎn)橫向力較小，為了更好地驗(yàn)證彈條Ⅵ型扣件橫向承載能力，在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了較大荷載的單節(jié)點(diǎn)組裝疲勞試驗(yàn)。試驗(yàn)時(shí)扣件為正常安裝狀態(tài)，彈性墊層分別選用橡膠和TPEE 材質(zhì)。試驗(yàn)參數(shù)為：垂直力90 kN，橫向力47.7 kN，橫向力作用線下移值為15 mm，加載頻率4 Hz，荷載循環(huán)300萬(wàn)次。

試驗(yàn)結(jié)果表明，經(jīng)300萬(wàn)次疲勞試驗(yàn)后，彈性墊層采用橡膠和TPEE 材質(zhì)的彈條Ⅵ型扣件靜態(tài)軌距擴(kuò)大量分別為2.0，1.0 mm，均小于6.0 mm，未發(fā)現(xiàn)零部件傷損現(xiàn)象，滿足技術(shù)條件要求。

3.2.3 扣件保持軌距能力

為驗(yàn)證重載新型扣件保持軌距的能力，選取重載段和對(duì)比段的曲線區(qū)段進(jìn)行動(dòng)態(tài)軌距實(shí)車測(cè)試。本次試驗(yàn)所選重載段道床厚300 mm。結(jié)果表明，重載段和對(duì)比段的動(dòng)態(tài)軌距擴(kuò)大實(shí)測(cè)最大值分別為1.02，1.26 mm。

利用移動(dòng)加載車對(duì)2 種路段進(jìn)行加載，同時(shí)測(cè)試動(dòng)態(tài)軌距變化量，加載軸重150 kN，橫向力50 kN［11］。結(jié)果表明，重載段和對(duì)比段的動(dòng)態(tài)軌距擴(kuò)大實(shí)測(cè)最大值分別為0.45，0.59 mm。

可見(jiàn)，彈條Ⅵ型扣件保持軌距的能力較彈條Ⅱ型扣件有較明顯提高。

3.3 新型重載軌枕性能分析

軌枕是軌下基礎(chǔ)的部件之一，其功能是支承鋼軌，保持軌距和線路方向，并將鋼軌的荷載傳遞至道床［12］。合格的軌枕必須具有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性以滿足自身承載和保持軌道結(jié)構(gòu)縱向、橫向位移的要求［13］。

選取重載段和對(duì)比段的直線路基區(qū)段對(duì)軌枕強(qiáng)度和穩(wěn)定性進(jìn)行測(cè)試，統(tǒng)計(jì)30 t 軸重5 000 t 編組試驗(yàn)列車在不同運(yùn)行速度條件下的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。本次試驗(yàn)所選重載段道床厚300 mm；2 種路段軌枕間距均為600 mm。

3.3.1 軌枕強(qiáng)度

為對(duì)比分析Ⅳa 型軌枕與Ⅲa 型軌枕在大軸重列車荷載作用下受力特征的差異，實(shí)測(cè)2 種路段軌枕關(guān)鍵截面在列車荷載作用下彎矩最大值及彎曲應(yīng)變，見(jiàn)表5。

表5 軌枕關(guān)鍵截面實(shí)測(cè)彎矩最大值及對(duì)應(yīng)的彎曲應(yīng)變

從表5可以看出，Ⅳa型軌枕荷載彎矩及彎曲應(yīng)變均小于Ⅲa 型軌枕。2 種軌枕的荷載彎矩均小于各自的設(shè)計(jì)彎矩，均滿足30 t 軸重列車的強(qiáng)度要求。根據(jù)2 種軌枕尺寸及承載能力的計(jì)算對(duì)比，Ⅲa 型軌枕按25 t 軸重設(shè)計(jì)，軌枕自身承載能力小于Ⅳa 型軌枕，在大軸重列車荷載作用下，其疲勞使用壽命也小于Ⅳa型軌枕。

考慮到整體軌道結(jié)構(gòu)配置不同且現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)條件影響因素較多，對(duì)其開(kāi)展室內(nèi)實(shí)尺軌道模型試驗(yàn)。在相同荷載彎矩條件下，測(cè)試2 種類型軌枕的彎曲應(yīng)變。結(jié)果表明，枕中截面彎矩為8.1 kN·m 時(shí)，Ⅲa 型軌枕中間上表面拉應(yīng)變?yōu)?33.6×10-6，Ⅳa 型軌枕為118.5×10-6，比Ⅲa 型軌枕減小約12.7%；軌下截面彎矩為17.1 kN·m 時(shí)，Ⅲa 型軌枕在軌下15 mm 處的壓應(yīng)變?yōu)?75.2×10-6，Ⅳa 型軌枕為134.9×10-6，比Ⅲa 型軌枕減小約30%?？梢?jiàn)，在相同荷載彎矩條件下，Ⅳa型軌枕相應(yīng)位置的應(yīng)變小于Ⅲa型軌枕。

綜上，Ⅳa型軌枕承載能力高于Ⅲa型軌枕。

3.3.2 軌枕穩(wěn)定性

1）在開(kāi)展單根軌枕橫向阻力測(cè)試實(shí)車試驗(yàn)前，對(duì)2 種軌枕進(jìn)行單根軌枕橫向阻力測(cè)試。采用現(xiàn)場(chǎng)原位測(cè)試方法，利用自動(dòng)采集系統(tǒng)采集混凝土軌枕由靜止?fàn)顟B(tài)到千斤頂加載過(guò)程中的實(shí)時(shí)位移和荷載數(shù)據(jù)，并根據(jù)實(shí)時(shí)位移-荷載數(shù)據(jù)計(jì)算出軌枕位移2.0 mm 時(shí)的道床橫向阻力［14］。為排除不同區(qū)段線路外側(cè)道床肩寬及堆高的影響，測(cè)試單根軌枕向線路中心側(cè)的橫向阻力，見(jiàn)表6。

表6 單根軌枕橫向阻力實(shí)測(cè)值 kN

從表6 可以看出，Ⅳa 型軌枕比Ⅲa 軌枕的橫向阻力提高了約33%，具有更好的軌道結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

2）實(shí)車試驗(yàn)測(cè)得Ⅳa 型軌枕和Ⅲa 型軌枕的軌枕橫移最大值分別為0.08，0.17 mm?？梢?jiàn)：大軸重貨物列車作用下2 種軌枕的軌枕橫移值均較小，滿足重載鐵路穩(wěn)定性要求；相同速度條件下，Ⅳa 型軌枕橫向位移小于Ⅲa型軌枕，其軌枕橫向阻力更高。

3.4 30 t軸重重載軌道結(jié)構(gòu)性能分析

通過(guò)加載車和實(shí)車試驗(yàn)對(duì)2 種路段進(jìn)行綜合測(cè)試，從剛度、垂向荷載傳遞特征、穩(wěn)定性對(duì)比分析其軌道結(jié)構(gòu)性能。

3.4.1 軌道結(jié)構(gòu)彈性性能

通過(guò)加載車進(jìn)行連續(xù)測(cè)試來(lái)評(píng)價(jià)2種路段軌道結(jié)構(gòu)的彈性性能。重載段軌道結(jié)構(gòu)剛度實(shí)測(cè)值為100～140 kN∕mm，理論值為194 kN∕mm；對(duì)比段軌道結(jié)構(gòu)剛度實(shí)測(cè)值為100～130 kN∕mm，理論值為179 kN∕mm。實(shí)測(cè)值與理論值有一定的差異，這主要是受道床狀態(tài)的影響，總體上二者比較接近。

3.4.2 軌道結(jié)構(gòu)垂向荷載傳遞特征

為測(cè)試2 種路段軌道結(jié)構(gòu)的垂向荷載傳遞特征，選取30 t軸重12 000 t編組試驗(yàn)列車，實(shí)測(cè)其在各速度級(jí)下通過(guò)重載段和對(duì)比段時(shí)的軌道結(jié)構(gòu)的垂直力、支點(diǎn)壓力及道床應(yīng)力。本次試驗(yàn)所選重載段道床厚度為350 mm。

試驗(yàn)列車通過(guò)時(shí)，實(shí)測(cè)軌道結(jié)構(gòu)垂直力和支點(diǎn)壓力最大值見(jiàn)表7?？梢钥闯?，2種路段軌道結(jié)構(gòu)的實(shí)測(cè)垂直力和支點(diǎn)壓力無(wú)明顯區(qū)別，分配系數(shù)基本相當(dāng)。

表7 30 t軸重列車通過(guò)時(shí)垂直力和支點(diǎn)壓力最大值 kN

試驗(yàn)列車通過(guò)時(shí)，實(shí)測(cè)道床底部應(yīng)力最大值見(jiàn)表8。表中道床底部即道床表面向下350 mm（重載段）、300 mm（對(duì)比段）處?？梢?jiàn)，提高道床厚度可以大大降低道床底部應(yīng)力，進(jìn)而大大減少重載列車對(duì)路基的破壞，對(duì)路基非常有利。

表8 30 t軸重試驗(yàn)列車通過(guò)時(shí)道床底部應(yīng)力最大值 kPa

3.4.3 軌道結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性

利用移動(dòng)加載車對(duì)重載段和對(duì)比段的軌道結(jié)構(gòu)施加橫向荷載，測(cè)試其軌排橫向位移，即鋼軌軌頭絕對(duì)橫向位移，對(duì)比分析2 種路段軌道結(jié)構(gòu)的橫向穩(wěn)定性。

加載車按Q/P系數(shù)（Q為橫向荷載，P為垂向荷載）取0.6 進(jìn)行加載，最大橫向荷載為80 kN，測(cè)試結(jié)果見(jiàn)圖1。

圖1 軌排橫移測(cè)試曲線

由圖1可見(jiàn)，在相同的橫向荷載作用下，重載段軌道結(jié)構(gòu)的橫向位移遠(yuǎn)小于對(duì)比段的橫向位移，且橫向荷載越大差距越明顯。如橫向荷載為80 kN 時(shí)，重載段軌排橫向位移僅為對(duì)比段軌排橫向位移的37.8%。這說(shuō)明新型重載軌道結(jié)構(gòu)提高了軌道結(jié)構(gòu)的橫向剛度，增加了橫向抗力，有利于重載鐵路無(wú)縫線路的穩(wěn)定性。

4 結(jié)論

通過(guò)在瓦日鐵路30 t軸重重載綜合試驗(yàn)段進(jìn)行實(shí)車試驗(yàn)，并選取既有軌道進(jìn)行對(duì)比，研究了30 t軸重下新型重載有砟軌道結(jié)構(gòu)的扣件、軌枕及整體軌道結(jié)構(gòu)的動(dòng)力性能。結(jié)論如下：

1）30 t 軸重下新型重載有砟軌道的脫軌系數(shù)、輪重減載率、輪軸橫向力均小于安全限值；與直線區(qū)段相比，曲線區(qū)段的輪軌垂直力最大值占比較多，且輪軌橫向力明顯較大。

2）新型重載有砟軌道的彈性墊層采用新材料熱塑性彈性體（TPEE），提高了彈性墊層剛度，延長(zhǎng)了其疲勞壽命，有效減少了彈性墊層養(yǎng)護(hù)維修工作量；彈條Ⅵ型扣件具有足夠的橫向承載能力，可滿足現(xiàn)場(chǎng)使用要求，且其保持軌距的能力較既有軌道的彈條Ⅱ型扣件有所提高。

3）新型重載有砟軌道采用有擋肩Ⅳa 型混凝土枕，其荷載彎矩小于設(shè)計(jì)承載能力，且具有較大安全儲(chǔ)備，承載能力高于既有軌道的Ⅲa型軌枕。與Ⅲa軌枕相比，Ⅳa 型軌枕的橫向阻力高，橫向位移小，具有更好的軌道結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

4）新型重載軌道結(jié)構(gòu)通過(guò)提高道床厚度降低了道床底部應(yīng)力，進(jìn)而減少了重載列車對(duì)路基的破壞，對(duì)路基非常有利。新型重載軌道結(jié)構(gòu)提高了軌道結(jié)構(gòu)的橫向剛度，增加了橫向抗力，有利于線路的穩(wěn)定性。