铁路曲线桥梁的相关问题及应用

1 2 图 1 梁 的 中 线 连 成 折 线 示 意 1----线 路 中 线 2-----梁 的 中 线
为了使两片梁受力较为均衡，合理的布置方案应为把梁的中线向曲线外侧适当移动。一 般情况下梁的布置有两种方案，通常梁中心线向外侧移动了一段距离 E，E 称为偏距。如果 偏距 E 为梁长为弦线中矢值的一半，这种布梁方法称为平分中矢布置；如果 E 等于中矢值， 称为切线布置。 1）平分中矢布置：在跨中处梁的中线平分矢距 f，即梁的中线与线路中线的偏距关系： f1=f/2；在桥墩中线处梁的中线与线路中线的偏距关系：E=f/2。这种布置的特点是内外侧两 片梁的偏距相同（f1=E=f/2） ，故两片梁的人行道加宽值相等。 2）切线布置：在跨中处梁的中线与线路中线相切，即偏距 f1=0；在桥墩中心处梁的中 线与线路中线的偏距为 E=f。
墩
墩
3
'5
4号
2"
防城
港
墩台编号 3#墩 4#墩 5#墩 6#墩 7#墩 8#墩 9#墩 10#墩 11#墩 12#墩 13#台前 13#台尾
此大桥在实际施工过程中， 由于相关人员忽略了曲线段桥墩基础及墩身 50cm 的预留偏 心值，只考虑了线路偏距因素。前面已经阐述铁路曲线桥梁是具有特有的力学性能的空间结 构物，为保证铁路的安全运行，寻求一种经济合理（不炸掉桥墩和保证原设计时速）的补救 措施，成为研究的重点。 最终设计人员根据施工中各桥墩的实际位置和原设计线路，制定出一套方案：局部变 更线路，即变更线路曲线要素为：
HY: D1K9+098.19 HZ: D1K9+777.72
企沙
图 9 曲线布置示意图 图 10 曲线布置参数表
墩台里程 D1K8+967.69 D1K9+000.39 D1K9+033.10 D1K9+065.83 D1K9+098.58 D1K9+131.35 D1K9+164.11 D1K9+196.87 D1K9+229.63 D1K9+262.39 D1K9+295.15 D1K9+327.97 D1K9+334.05 偏角 0°0′ 21″ 0°14′6″ 0°57′23″ 1°40′24″ 2°16′11″ 2°20′52″ 2°20′52″ 2°20′52″ 2°20′52″ 2°20′52″ 2°20′59″ 1°23′37″ 0°13′4″ 偏距(cm) 0 0 3 6 8 8 8 8 8 8 8 8 8 梁缝(cm) 5 5 32.71 6 32.73 7 32.75 8 32.77 9 32.76 7 32.76 9 32.76 7 32.76 9 32.76 7 32.82 15 6.08 交点距 (m)
三、铁路曲线预偏心的设置
曲线桥预偏心的设置原则是：预偏心引起的曲梁梁端扭矩等于曲梁自重产生梁端的扭 矩，方向相反。 1） 铁路单线桥梁的曲线半径 R≥2000m 时， 曲线桥墩可不设横向预偏心， 但设外矢距， 即：线路中心坐标沿法线方向向曲线外侧偏移偏距 E 值后为桥墩中心。 2）铁路单线桥梁的曲线半径 R＜2000m 时，曲线桥墩设横向预偏心和外矢距，即：线 路中心坐标沿法线方向向曲线外侧偏移偏距 E 值和预偏心值后为桥墩中心。 3）铁路单线曲线桥台不设横向预偏心，桥台有直线布置和折线布置两种方案,应根据 桥台尾处桥台中线与线路中线的偏距值大小而选定方案。 4）铁路双线曲线桥墩不设横向预偏心，但设外矢距。 5）纵向预偏心：铁路桥梁桥跨为不等跨时，应根据设计图确认是否设有纵向预偏心， 即梁缝中心线与桥墩中心线不重合，一般桥墩中心线向大跨方向偏移，如图 6 所示。 铁路曲线桥梁施工，具体应以施工图纸或通用图纸为准，施工中应熟悉图纸（设计图 纸及通用图纸） ，做到心中有数，避免出现错误。
五、结束语
铁路曲线梁桥的预偏心设置问题是我们要重点研究的对象，也是我们在实际空间位置定 位测量中应当加以注意的重点事项。 我们要在桥梁的空间定位工作中不断结合基础理论并加 以创新运用到实践中，以此来保证曲线桥梁在实际施工中的准确无误。
参考文献
[1] [2] [3] [4] 李国平. 预应力混凝土结构设计原理. 北京:人民交通出版社,2004. 刘龄嘉主编. 桥梁工程. 北京:人民交通出版社,2006. 张发祥编. 道路和桥梁工程. 南京:河海大学出版社,~2000 裘伯永等编著.1
四、实例
下面就以 某大桥施工中 未按设 计要求 设置预留 偏心值 的实例 来阐述铁路线路曲线桥梁 对测量的影响。某大桥原设计曲线要素为： R=800m Ls =60m ZH:DK9+013.19 HY:DK9+073.19 YH:DK9+692.91 HZ:DK9+752.91 各墩台布置参数如图 7、图 8 所示：
E=0
墩
墩
'5 2"
防城
港
墩台编号 2#墩 3#墩 4#墩 5#墩 6#墩 7#墩 8#墩 9#墩 10#墩 11#墩 12#墩 13#台前 13#台尾
2号 墩
D 1 K8 +9 67 .6 9
ay=48°40'3" R=800m ZH: D1K8+988.19
YH: D1K9+667.72
Ls=110m
基础、 墩身、 墩帽均应照此施工， 但墩帽上支承垫石应按桥梁工作线施工， 不设预偏心， 如图 4、图 5 所示。
正面 1 2 3
曲线外侧 曲线内侧
侧面
4
图4
设有预偏心的桥墩
1---墩中心线 2---梁中心线 3---支承垫石 4---预偏心值
1
2
大跨梁
1
小跨梁
2
图 5 设有预偏心的桥墩顶帽布置图 1---桥墩中心线 2---桥梁工作性 图6 设有纵向预偏心的桥墩 2—桥墩中心线 1—梁缝中心线
企沙 2' 2
跨 度线
A
1'
跨 度线
桥梁工作线
1
图 11 曲线上各桥墩预埋锚栓孔位置分布示意图
直线上桥墩台支承垫石及预埋锚栓孔的位置测定步骤与曲线一致，此时工作线交点 A 即为线路中心位置。 在不需炸掉桥墩和不改变原设计时速的情况下，这样的补救措施可以说是最佳方案。通 过这样一个实例，我们对铁路曲线桥梁的空间布置有了一个更加直观的认识，也由此让我们 明确了曲线桥梁测量定位应该重点注意的事项。
线路中心线
梁中心线
' 43 " 54
E= 7
2°1' 26
"
E=8
.61 6号墩 DK9+098
2°21'44"
E=8
.84
DK9
0° 0' 42 "
0 .1
DK9
+13 1.3
5 +06
E= 2
9
0°
2°20'52"
03
5号
7号
9+
墩
E=8
7 .1 64 +1 9 DK 墩 8号
2° 20
DK
E=0
作者简介
刘华朋 男（1983-）Email:lhp12429@
3 4 E a 1 2 A
图2 无横向预偏心情况下桥墩布置（梁按切线布置绘制） 1----线 路 中 线 2-----桥 梁 工 作 线 3--桥 墩 横 轴 4----桥 墩 纵 轴 E--偏 距 Aa A--桥 墩 中 心 a--线 路 中 心
如遇设有横向预偏心的桥墩，则应由两相邻梁中线交点（A 点） ，沿桥墩横轴向曲线外 侧移动一个预偏心值（AA′） ，作为桥墩中心(A′)，如图 3 所示。
3 4 5 E a 1 A' A
2
图3 有横向预偏心情况下桥墩布置（梁按切线布置绘制） 1----线 路 中 线 2-----桥 梁 工 作 线 3--桥 墩 横 轴 4----桥 墩 纵 轴 5-----预 偏 心 值 AA' E-偏 距 Aa a----线 路 中 心 A'-----桥 墩 中 心
铁路曲线桥梁的相关问题及应用
刘华朋
1 中铁十六局路桥公司
1
李芳芳
2
2 西南交通大学土木学院测量系
摘要：
铁路曲线梁桥是具有复杂力学性能的空间结构体系，为保证曲线梁桥的安全，一般都采 用了合理的支点预偏心。合理的支点预偏心方法可以减小曲线梁桥结构的内力、 变形以及支 座反力，高墩和小半径皆为曲线梁桥的不利因素，对高墩小半径曲线梁桥设置支点预偏心至 关重要。但在设置预偏心的同时也给桥梁的空间定位工作提出了新的特有的要求。论文通过 详细介绍曲线桥梁的空间布置， 并结合相关实例分析了曲线桥梁测量工作的重点研究事项和 要求。
线路中心线
梁中心线
' 14 6"
E= 3
3" 0°57'2
E=6
5号墩 D1K9+65.83
1°40'24"
E=8
10
E= 0
33.
9+ D1K
0° 0' 21 "
3 0.
9
D1K
9+9
8.5
8
0°
2°16'11"
6号 墩
+0
4号
3号
5 .3 31 +1 9 K D1 墩 7号
E=8
2° 20
D1
K9
32.70
这样只需根据变更后的线路来调整支承垫石的位置以保证梁体能顺利铺架。具体的各墩 台支承垫石及预埋锚栓孔的位置定位采用桥梁工作线为基线来测定。 曲线上桥墩台支承垫石及预埋锚栓孔的位置具体测定如下： 1）用测量方法放样出工作线交点 A( 线路中心位置量出外矢距 E 值)。 2）测量放样出沿工作线方向距离为(30cm+梁缝)的桥梁工作线定线点 1、2。 3）同时放样出与工作线垂直的距离为 100cm 的锚栓孔的横向轴线点 1’、 1”和 2’、2”, 即每个支座 4 个锚栓孔分部的中轴线中心点位置。 4） 依据放样定出的锚栓孔中轴线，按锚栓孔横向间距 51cm，纵向间距 26cm 来最终 确定各个锚栓孔的具体位置。 曲线上各桥墩预埋锚栓孔位置分布如图 11 所示：