钢轨是行车的基础,随着高速铁路的不断发展,高速度和高运量的要求不断提高,为保证线路的安全运营,钢轨的扭转问题作为轨道结构受力研究的一个重要方向越来越得到研究者的重视,本文结合钢轨实际受力状态、提出了钢轨扭转正应力概念,并建立钢轨的扭转力学分析模型,对钢轨截面约束扭转正应力进行系统的研究。本文综合分析了目前国内外针对钢轨受力问题的研究及发展现状,结合无缝线路钢轨的受力特点以及约束条件,阐述了约束扭转的概念,提出了钢轨发生扭转时会产生约束扭转正应力的问题,并在弗拉索夫理论的基础上,对钢轨扭转正应力进行了分析,为后续的分析研究奠定了一定的理论基础。其次,根据现场实际调查以及对轨道结构各部件间作用机理、钢轨的受力和约束状态分析和传统受力分析模型与采用三维实体的力学模型的比较,建立了合理的三维实体钢轨扭转力学模型。此外,本文利用有限元分析软件建立了钢轨扭转的有限元分析模型并详细阐述了模型结构以及网格划分等。最后,利用软件对几种不同工况下的情况进行了分析,主要包括不同竖向力偏心、横向力作用位置变化,以及不同横向力大小等情况,主要分析了钢轨截面产生的约束扭转正应力的问题,得出了其相应的大小、分布及变化规律,给出了相应的参考值及影响率,最终指出在具体问题求解的过程中,不能忽视扭转作用的影响。