钢轨扣件系统主要功能是保持钢轨的空间位置。随着铁路的快速发展,扣件系统在服役过程中存在不同程度的损伤。扣件系统损伤对行车的安全性和稳定性有很大的影响,频繁地更换和维修扣件系统将造成重大的经济损失。因此,有必要对扣件系统的力学性能进行基础性研究。本文对弹条Ⅱ型扣件系统的静力学性能进行研究。集成能够测试扣件系统的力学性能的实验系统,采用实验的方法对单节点扣件系统的力学性能进行研究,分析了紧固扭矩、横向力水平、轨下胶垫刚度对钢轨横向位移、扣件螺栓轴力、弹条应变、轨下胶垫接触应力的影响。根据扣件系统实际受力环境,建立了多节点钢轨扣件系统有限元模型。分析了多节点扣件系统协同作用时紧固扭矩、横向力水平、轨下胶垫刚度对钢轨横向位移、扣件螺栓轴力、弹条应变、轨下胶垫接触应力的影响。其主要结论如下:(1)线路曲线地段横向力较大时;螺栓扭矩为130 N·m能最大限度的控制钢轨横向位移,此时扣件内侧螺栓轴力变化最小;紧固扭矩大于140 N·m不能有效控制钢轨的横向位移;紧固扭矩大于120 N·m作用情况下弹条最大应变值迅速增大;横向力较大时,轨下胶垫外侧接触应力集中现象明显,增大紧固扭矩不能改变这一现象。(2)考虑多节点扣件系统协同作用对扣件系统力学性能的影响,研究得出:横向力较大时,钢轨横向位移较大,紧固扭矩越大钢轨的横向位移量越小;紧固扭矩140 N·m时扣件内侧螺栓轴力变化幅度最小,紧固扭矩120 N·m时扣件外侧螺栓轴力变化幅度最小;横向力较大时,增大紧固扭矩轨下胶垫接触应力较为均匀,但是没有改变轨下胶垫外侧接触应力集中的现象;较大的横向力和紧固扭矩容易使弹条破坏。(3)轨下胶垫刚度越大,钢轨横向位移越小,扣件螺栓轴力变化越小;横向力水平较大时,轨下胶垫刚度越大接触应力集中现象越明显;轨下胶垫刚度对扣件弹条安装时应力影响较大,对扣件弹条工作时的应力影响甚微。