铁路曲线桥布置

铁路曲线桥布置

基本原理

梁和桥台在曲线上的布置形式

桥梁位于曲线上，线路中线为具有一定半径的圆曲线或缓和曲线，而预制梁的中线为直线，这就要求梁中线必须随着线路中线的弯曲形成与线路曲线基本相符的连续折线，如下图所示。这条连续折线称为曲线桥梁的工作线，其顶点为相邻两梁中线的交点，相邻两交点之间的水平距离，称为交点距，亦称墩中心距或跨距，以L表示。

在曲线桥上，桥梁工作线为折线，线路中线为曲线，两者并不重合，列车通过时，桥梁必然承受偏心荷载离心力作用。为了使桥梁承受较小的偏心荷载，桥梁设计中，每孔梁中心线的两个端点并不位于线路中心线上，而必须将梁的中线向曲线外侧移动一段距离。根据跨长及曲线半径，梁中线向曲线外侧所移动的距离，可以等于以梁长为弦线的中矢值，此布置方式称为切线布置，如图（a）所示；也可以等于该中矢值的一半，称为平分中矢布置，如图（b）所示。两种布

置形式比较，平分中矢布置较为有利，铁路曲线桥基本上都采用这种布置形式。

偏距E 的计算

在曲线桥上，梁的中线由弦线位置，向曲线外侧移动的一段距离称为偏距，并以E 表示。由于曲线半径很大，相邻两跨梁中线的偏转角很小，故可以认为偏距E 就是桥梁工作线各转折点相对线路中线外移的距离。

圆的周长=π*D=2πR 将圆心角分成360份，每1份的弧长为 1*2πR/360，如果圆心角度是n 度，对应的弧长为n*2πR/360 即：弧长L=n*2πR/360=n*πR/180 n 为圆心角

圆心角n=360*L/（2πR ）=180*L/（πR ）

圆周角A=n/2=90*L/（πR ）

在圆曲线上，切线布置的梁，其外失距为： E=R-R*cos(90*L/π/R) 或E=L 2/8R

若为平分中矢布置，其偏距为：

R

L E 162

在缓和曲线上，切线布置的梁，其外失距为：

图1-1-2

028l l R L E i ?=

若为平分中矢布置，则偏距为：

0216l l R L E i ?=

式中，L 为交点距也等于弧长、R 为圆曲线半径、l i 为ZH （或HZ ）至计算点的距离、l 0为缓和曲线长。

曲线桥梁设计中，桥墩的中心选在桥梁工作线的转折点上，其纵轴线位于工作线转折角的角平分线上，横轴线与纵轴线垂直。由偏距的计算公式可以看出，当相邻两孔梁的跨距不等，或虽然跨距相等，但位于缓和曲线上时，所求得的偏距E 值不等，导致相邻两孔梁中线的交点不在两孔梁的正中间，这就造成两孔梁在墩上不能对称放置。为了避免这种情况的发生，规定了当相邻梁跨都小于16m 时，按较小跨度梁的要求计算偏距E 值，而大于20m 时，按较大跨度梁的要求计算偏距E 值。

交点距L 的计算

考虑到梁体的制造误差、架设误差、梁在受力后的伸长、温度变化对梁长的影响、墩台施工误差和测量误差等，相邻两跨梁的梁端之间、桥台胸墙线与相邻梁端之间应留有一定的间隙。对于直线桥，梁端之间、梁端与桥台胸墙线之间彼此平行，其间隙称为直线桥的梁缝。对于曲线桥，相邻两跨梁的梁端之间、桥台胸墙线与相邻梁端之间不平行，规定曲线内侧的间隙不小于一个定值，该定值称为曲线桥的梁缝，如下图所示。由于梁缝的存在，使得交点距L 并不等于梁的长度L ′。

交点距的计算公式为

F L L 2+'=

其中：

2

cos 2sin

2αα

?+=B a F

式中，F 为墩中心至相邻梁端的距离；a 为规定的最小梁缝之半；B 为梁的宽度；α 为工作线转向角。