冲击式人工捣固装置对有砟道床作用效应及质量状态影响研究

人工捣固作业是实现小区段线路日常养护维修的重要方式之一，可有效改善轨道几何形位、缓和线路不平顺、保证列车运行安全性。然而目前人工捣固装置进行养护维修作业主要依赖现场工人的工程实践经验，缺乏相关理论研究。为研究有砟道床人工捣固装置作业工作机理，借助离散元素法(DEM)-多体动力学(MBD)耦合方法，建立人工捣固装置-轨枕-有砟道床耦合仿真模型，并在现场开展人工捣固作业前后横向阻力试验，验证了模型的可靠性，分析人工捣固作业对道砟颗粒接触力及道床密实度的影响。结果表明：人工捣固作业会使道床横向阻力降低19.51%,道床横向稳定性减弱；捣入阶段会使道砟间接触力分布发生明显变化，其中，水平平面接触力分布由近似圆形向椭圆形变化分布，纵向平面接触力则由半圆形向花束形变化分布，颗粒间接触关系不断变化，逐步建立新的稳定传递关系；捣固作业会使道砟颗粒受迫运动，使枕盒及砟肩处密实度降低。因此，在人工进行捣固作业后应及时补填枕盒处道砟颗粒，并对砟肩处道砟进行拍实。