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近年来国内不论是重载铁路或者是高速铁路铁路均出现不同程度的伤损,尤其是重伤钢轨呈逐年成倍上升趋势,疲劳核伤钢轨的数量增加更为突出,特别是小曲线半径的新钢轨伤损较多,且表现形式多为伤损周期短、发展快。为进一步应对日渐增加的行车速度及稳定行车安全,同时解决曲线线路钢轨伤损多、伤损发展快的问题。轮轨形面匹配是否合适,对动车组的运行品质和轮轨的使用寿命甚至铁路的运行安全具有重要的作用。目前,在现有动车组运行条件下,我国铁路的轮轨形面匹配存在的问题,主要表现为轮轨接触区不在设计的轨头踏面中心,尤其对轴重偏大的货车车轮更为突出。当车轮长期不能与钢轨磨合时,会导致直线上使用的高硬度热处理钢轨出现早期滚动接触疲劳伤损以及曲线上股钢轨出现剥离掉块甚至核伤;同时会引起高速动车组横向加速度超限,因此迫切需要对轮轨接触形面进行优化。参考国外改善轮轨匹配的经验,结合我国现有的线路运行情况,对60kg/m钢轨进行新廓形尺寸设计。在设计完成之后,通过ABAQUS有限元分析软件对优化后的新廓形进行接触分析,模拟对比新旧廓形在直线段与曲线段的轮轨接触点及接触应力大小,结果表明新设计的60N钢轨轮轨接触位置均明显趋向于轨头踏面中心,接触面积增大,最大接触应力和最大Mises等效应力显著减小,得以科学论证新廓形钢轨可有效改善轮轨接触关系。根据新廓形的几何尺寸,结合包钢炼钢厂现有的工艺装备条件,选取了当时供货良好的且稳定生产的钢种,运用成熟的化学成分,进行新的孔型系统的设计及成熟的控轧控冷工艺。通过科学的研究及实验来稳定生产工艺,并通过后续对产品的批量性能检验及上道跟踪使用进行了验证。在将质量合格的60N钢轨铺设在实验曲线段,经过为期2年的跟踪观察,从钢轨廓形的变化来对比分析60N新廓形钢轨可通过轨冠尺寸的变化改变轮轨接触受力点,从而有效缓解轨距角的钢轨接触疲劳,使车轮运行中更接近于轨头踏面中心,均匀受力,让轮轨产生周期稳定的磨耗,延长钢轨及车轮的使用寿命,更为了重载铁路运行安全。