采用楔形胶垫可改善轮轨关系,改变扣件系统各部件受力状态,但目前对扣件系统力学性能的影响尚不清楚,因此,研究楔形胶垫对扣件系统力学性能的影响十分必要。本文以弹条Ⅱ型扣件系统为研究对象,采用0、1/80和1/40三种坡度比楔形胶垫,运用非接触光学3D测试系统、应力分布测试系统和力学性能测试台等仪器,研究了在垂向力一定的情况下,不同的垂横比对钢轨横移、弹条应变、楔形胶垫应力分布的影响。根据扣件系统的试验环境,建立钢轨扣件系统有限元模型,分析了横向水平力对钢轨横移、弹条应力、楔形胶垫应力分布的影响,对比分析试验与仿真结果,进一步揭示不同坡度比楔形胶垫对扣件系统力学性能的影响规律。主要结论为:(1)施加较大横向水平力,对钢轨横移和扭转影响较大。钢轨横移方面,在扣件安装扭矩为130 N·m时,采用1/80和1/60坡度比楔形胶垫可有效抑制钢轨横移;钢轨扭转方面,增大螺栓扭矩,采用1/80和1/60坡度比楔形胶垫可有效抑制钢轨扭转;(2)施加较小横向水平力,对楔形胶垫应力分布和弹条应变规律影响较小。楔形胶垫应力分布方面,在较小横向水平力下,1/40坡度比楔形胶垫在有效抑制钢轨横移的同时应力分布保持均匀状态;在弹条应变方面,施加较小横向水平力,采用1/40坡度比楔形胶垫的弹条应变变化幅度和应变值最小;(3)在较小的横向水平力下,1/80和1/60坡度比楔形胶垫可有效抑制钢轨横移和扭转,同时保持胶垫应力均匀分布;在较小的横向水平力下,1/40坡度比楔形胶垫有效抑制钢轨平移和扭转,弹条应变变化较小,胶垫应力分布均匀,在保持钢轨形态的同时不损坏扣件系统;(4)当横向水平力较小时,采用坡度比越大的楔形胶垫,弹条应力值也越大。增大螺栓扭矩后,采用三种坡度比楔形胶垫均不能有效抑制钢轨平移。