1、地铁车辆段岔枕的使用及受力分析摘要：介绍目前国内道岔枕木的类型及相关特点，同时对轨枕道床进行受力分析,结合实例,对广州地铁使用的岔枕进行探讨,为地铁用岔枕的设计和施工、养护维修提供参考。 关键词：地铁；受力分析 Abstract: the article introduces the current domestic rail sleepers types and related characteristics, and at the same time for the track sleeper mechanics analysis, with practical examples, the
2、 use of guangzhou metro bifurcation pillow carries on the discussion, to the cross tie with the design and construction of the maintenance, to provide the reference. Key words: the subway; Stress analysis 中图分类号：U231+.3 文献标识码：A 文章编号： 1 前 言 目前国内道岔使用的枕木有木枕、合成轨枕和混凝土枕木三种类型，各种枕木类型都有各自的特点，木枕特点：木枕弹性好，宜于加工，运
3、输、铺设、养护及修理方便等优点；缺点是容易腐朽、不环保，受气候影响枕木开裂，性价比较低。混凝土枕木特点：混凝土枕尺寸统一，轨道弹性均匀，提高轨道的整体稳定性，不受气候影响；缺点是弹性差，连接零件复杂，绝缘性能低，重量大更换比较困难。合成轨枕特点：不受天气气候、腐朽的影响，重量轻，易于加工，运输、铺设、养护和维修；缺点是价格较高，废弃后无法处理。 技术经济比较详见下表（7 号单开道岔为例） 。 2、受力分析 与普通混凝土枕木不同，岔枕有多根钢轨同时作用在上面，转辙器部分岔枕较短，其受力情况类似普通轨枕；导曲线部分岔枕逐渐增长，直股与侧股钢轨交叉布置，受力轨与非受力轨之间间隔较大，同时，非受力轨与
4、纵向岔枕连接，具有较大的抗弯性，因而对岔枕弯曲产生较大的抵抗，在辙叉后部分，岔枕的长度逐渐增长，直股和侧股钢轨已完全分开，并且间隔也逐渐加大，非受力轨的影响也逐渐减弱。 道岔、岔枕结构视为一个整体来分析其受力情况,可以把握每根岔枕的受力特点,为岔枕设计以及养护维修提供参考。 （1）岔枕受力,需要考虑钢轨、轨枕、扣件与道床为一体的整个道岔结构,通过作用在钢轨上的移动荷载来实现。基于有限元理论,以扣件节点来划分钢轨与岔枕单元,以线性簧作为联结件,岔枕下道床采用弹性支承结构来建立模型。 （2）有砟轨道道床是散体材料，其力学性能为非线性，在不同的使用阶段，其弹性也随之改变，道床刚度与道碴的弹性模量有关
5、，并且道床的密实度对道床的弹性模量和内摩擦角也有较大影响，因此将道床模拟为均匀支撑弹性结构。 （3）受力分析的设计参数 设计轴重：140kN 枕上动压力：为保证轨枕强度，承载面的枕上动压力采用0.861.2P0（P0 为静轮载） ，即（详见陈秀芳主编轨道工程第 199 页）。 （4）计算模型 将轨枕下道床简化为只能承受压力的均匀支承弹簧，道床支刚度取70 KN/m（有砟，见铁路轨道设计规范第 11 页） 。建立有限元计算模型如下： 图 1 计算模型 （5）计算结果弯矩图 轨下截面正弯矩 7.379kN.m。 枕中截面负弯矩 3.119kN.m。 3、结语 地铁车辆段为保证每天的行车安排，车辆段内行车、调车频繁，道岔使用频率很高，因此需要严格控制道岔精度及结构尺寸。广州地铁车辆段道岔全部采用有砟道岔，实际使用中发现采用木枕由于天气温高、湿度大，木枕在施工阶段部分已出现开裂现象，运行两年后发现部分木枕螺栓受力不满足，需要更换木枕。因此从道岔维修、工程经济造价及环境保护等综合考虑，建议地铁车辆段采用混凝土岔枕。 参考文献： 【1】铁路轨道设计规范(TB10082-2005) 【2】陈秀芳编著轨道工程
