1.一种适用于道岔区轨道刚度分布及均匀化的设计方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤一:道岔轨道区间划分,依据道岔整体刚度的不均匀分布特性和结构特征,将道岔由一端至另一端依次分为六个子结构,相邻子结构之间的区域为道岔轨道区间,不同道岔轨道区间内的轨道构件有不同的刚度变化范围;步骤二:轨下垫板与板下垫板均为弹性件,其直接影响道岔轨道的刚度变化,对道岔轨道刚度进行均匀化设计时,以道岔轨道刚度和动力响应匹配性为研究目标,动力响应匹配性受动力参量敏感程度影响,动力参量包括轮轨垂向力、钢轨垂向位移、轨道板垂向位移、钢轨垂向加速度及轨道板垂向加速度这五个动力参量,定义动力参量变化率与对应轨道整体刚度变化率之比为该动力参量的敏感系数 式1中K 1 为优化前轨道整体刚度,K 2 为优化后轨道整体刚度,D 1 为选取的优化前的各动力参量,D 2 为选取的优化后的各动力参量,五个动力参量均参照式1处理;步骤三:依据公式1分别计算轨下垫板刚度变化对各动力参量的敏感程度系数和板下垫板刚度变化对动力参量的敏感程度系数,根据前述的敏感程度系数获取各动力参量在对应轨道区间内的敏感系数平均值,由于算出来的轮轨动态效应是一个时程曲线,每个时刻能算出来一个敏感系数,因此求对应轨道区间的平均值作为后续的评价指标;考虑到各动力参量对轨下垫板刚度和板下垫板刚度的敏感度不同,以轨道综合动态响应最小为目标来构建函数,提出轨道整体刚度最优的评估公式f,在轨道刚度整体最优条件下,列车过岔的动态响应峰值最小;式2中 和 分别为轮轨垂向力、钢轨垂向位移、轨道板垂向位移、钢轨垂向加速度和轨道板垂向加速度对轨道部件刚度变化的敏感系数,i=1为轨下胶垫刚度;i=2为板下胶垫刚度,N r 、U r 、U g 、A r 、A g 分别为轮轨垂向力、钢轨垂向位移、轨道板垂向位移、钢轨垂向加速度及轨道板垂向加速度这五个动力参量的标准值;β knr 、β kur 、β kug 、β kar 和β kag 分别代表轮轨垂向力、钢轨垂向位移、轨道板垂向位移、钢轨垂向加速度、轨道板垂向加速度的权重系数;N br 、U br 、U bg 、A br 和A bg 分别代表对应参量轮轨垂向力、钢轨垂向位移、轨道板垂向位移、钢轨垂向加速度、轨道板垂向加速度的动态响应计算值;步骤四:根据公式2计算得出的道岔轨道整体刚度最优值后,并根据此值计算不同道岔轨道区间的轨下垫板和板下垫板的刚度分布规律。
2.根据权利要求1所述的一种适用于道岔区轨道刚度分布及均匀化的设计方法,其特征在于,所述步骤一中,六个子结构分别包括第一子结构、第二子结构、第三子结构、第四子结构、第五子结构及第六子结构,所述第一子结构对应尖轨尖端前部分,第二子结构对应转辙器部分,第三子结构对应道岔轨道导曲线部分,第四子结构对应导曲线靠近心轨一端两导轨共用垫板部分,第五子结构对应辙叉两翼轨与两心轨共用垫板部分,第六子结构对应道岔过渡后部分,其中心轨与翼轨共用垫板。
3.根据权利要求2所述的一种适用于道岔区轨道刚度分布及均匀化的设计方法,其特征在于,所述第一子结构由基本轨、轨下垫板、扣件、铁垫板、板下垫板和轨枕组成;所述第二子结构由尖轨、基本轨及其共用铁垫板组成,当轮载作用在尖轨上时,可通过共用铁垫板传递至另一股道的基本轨上,基本轨起到帮扶作用;所述第三子结构主要包含直基本轨、曲基本轨、直导轨和曲导轨这四根钢轨,每根钢轨由一块铁垫板支撑,车轮载荷会通过岔枕传递,四根钢轨将同时起帮扶作用;所述第四子结构中直导轨和曲导轨共用一块垫板,作用在直导轨或曲导轨的轮载通过共用垫板传递至另一导轨上,并起帮扶作用;第五子结构中轮载作用至心轨上并通过垫板传递,另一心轨及两翼轨会同时起帮扶作用;第六子结构中轮载作用至心轨上并通过铁垫板传递,翼轨会起帮扶作用。
4.根据权利要求1所述的一种适用于道岔区轨道刚度分布及均匀化的设计方法,其特征在于,所述步骤二中,轨下垫板为钢轨下面铺设的轨下胶垫,轨下胶垫下面有铁垫板,板下垫板为铁垫板下面的板下胶垫。
5.根据权利要求1所述的一种适用于道岔区轨道刚度分布及均匀化的设计方法,其特征在于,所述步骤三中,轮轨垂向力、钢轨垂向位移、轨道板垂向位移、钢轨垂向加速度、轨道板垂向加速度的动态响应计算值根据车辆-道岔耦合动力学模型计算得出。
6.根据权利要求1所述的一种适用于道岔区轨道刚度分布及均匀化的设计方法,其特征在于,所述步骤三中,轮轨垂向力、钢轨垂向位移、轨道板垂向位移、钢轨垂向加速度、轨道板垂向加速度的权重系数分别取值为0.7、0.4、0.4、0.6和0.6。