近年来,在“一带一路”的大背景下,我国铁路事业的发展达到了前所未有的高度,而铁路快速发展的同时,钢轨伤损尤其是钢轨核伤问题也愈发突出。在服役的钢轨中,可能存在着大小不等、位置不同的核伤,对行车安全有较大的威胁。因此,本文基于区间数学理论与非概率可靠度理论,建立轮轨接触有限元模型,对不同位置、不同大小、不同角度的核伤钢轨进行可靠度计算,并对不同工况下的核伤钢轨进行安全性评估,主要工作如下:采用基于区间理论的非概率可靠性模型对核伤钢轨进行可靠性研究,以应用于重载铁路线路的U78Cr V钢轨为例,在考虑列车轴重、温度荷载、钢轨残余应力、钢轨硬度四种变量的情况下,对核伤钢轨进行有限元分析,提取核伤裂纹面上最大的Mises应力,作为计算可靠度指标的标准。针对各变量与效应值之间为非线性的情况,采用响应面法构造极限状态函数,并使用改进的全局最优解法求解最终的可靠度指标。通过对核伤钢轨在不同工况下的非概率可靠度计算,得出了不同核伤工况下核伤的安全范围与失效区间;得出核伤越靠近钢轨踏面和钢轨内侧边,可靠度指标越小;核伤与行车方向所成角度越小,可靠度指标越小;核伤尺寸越大,可靠度指标越小;依据核伤钢轨可靠度计算结果并类比其它结构的安全标准,对核伤钢轨提出了一套基于非概率可靠度理论的安全性分级标准,将安全级别分为三级;依据分级标准对不同工况下不同尺寸的核伤进行安全性评估,得出核伤在不同尺寸时钢轨的安全级别。