无缝线路消除了钢轨接头轨缝,为列车提供了连续、平顺的运行轨面,是保障列车安全、提高列车舒适性、降低铁路养护维修费用的关键技术。国内外铺设无缝线路的实践与研究证明,无缝线路在技术及经济上具有显著的优越性。为解决无缝线路在寒冷气候条件下与特殊线路线型及轨下基础适应性难题,实现无缝线路在寒冷地区更好地推广应用,本文首先通过国内外既有资料的调研分析及对现场试验的总结,对寒冷地区无缝线路关键设计参数的合理取值进行了研究。在此基础上,基于数值仿真方法,对路基上小半径曲线无缝线路、曲线桥上无缝线路的受力及变形特性、铺设范围及加强措施进行了研究分析。并在寒冷地区对小半径曲线无缝线路进行了长期监测研究,对无缝线路的设计及养护维修提出了合理建议。具体研究内容如下：(1)寒冷地区无缝线路关键设计参数取值研究对国内外无缝线路设计规范及资料进行分析总结,结合现场及室内试验结果,分析了长期寒冷低温条件对无缝线路轨道结构部件性能(如扣件阻力、道床阻力、轨下垫板刚度等)的影响,提出了寒冷地区无缝线路设计参数的合理取值。(2)路基上小半径曲线无缝线路设计研究建立了路基上小半径曲线无缝线路稳定性分析模型,对曲线无缝线路的稳定机理及设计参数的影响规律进行了分析,明确了寒冷地区小半径曲线无缝线路的铺设范围,并对加强措施的效果进行分析。(3)曲线桥上无缝线路设计研究建立无缝线路-曲线桥空间耦合模型,对比了寒冷气候条件与普通气候条件下曲线桥上无缝线路受力变形的差异。分析了无缝线路设计参数、曲线桥梁结构设计参数对无缝线路受力及变形的影响规律,并提出了合理的加强措施。(4)小半径曲线无缝线路长期监测技术研究研发了适用于寒冷气候条件下无缝线路轨温、位移长期监测系统,在我国东北地区建立了小半径曲线无缝线路稳定性长期监测工点,利用无线传输技术实现了对小半径曲线无缝线路的轨温、横向及纵向位移、轨距的长期实时自动监测。通过分析监测数据,对无缝线路稳定性进行实时评估及预测,对小半径曲线无缝线路的养护维修提出合理建议,为寒冷地区铁路的安全、平稳、舒适运行提供了重要保障。