CDC-16道岔捣固车对有砟道床作业的宏细观力学行为的影响

道岔是实现列车转线的关键设备，是铁路轨道的三大薄弱环节之一，定期进行捣固养护作业是保障列车安全运营的重要手段。但目前针对道岔捣固作业主要依赖实践经验，缺乏理论依据。为研究捣固作业对道岔区有砟道床力学特性的影响，首先，基于DEM-MBD耦合算法，建立CDC-16捣固车捣固装置-钢轨-轨枕-有砟道床仿真模型，实现道岔区捣固作业的有效模拟；其次，开展现场横向阻力试验，验证模型的正确性；最后，分析捣固作业前后道床阻力特性、轨枕竖向位移及道床支承刚度的变化规律，探讨捣固作业次数对有砟道床质量状态的影响。研究结果表明：捣固作业后道床横向阻力降低32.40%，纵向阻力降低28.13%，支承刚度降低86.23%；捣固作业不会改变枕侧、枕底和枕端3部分对纵横向阻力的贡献排序，但对枕侧区域的分担比影响最大；随着捣固次数增加，在一定范围内道床纵横向阻力和支承刚度提升较明显。综合考虑有砟道床质量状态、力学特性以及大机作业效率，建议对道岔区尖轨位置捣固作业以2～3次为宜。