小半徑曲線范圍鐵路橋梁的布置及設計

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摘要：針對小半徑曲線范圍鐵路橋梁設計而言，其構造要求和受力上在一定程度上都要比常規的橋梁的上部結構和墩臺的設計復雜。所以本文主要針對小半徑曲線范圍鐵路橋梁在設計過程布置設計等進行論述，從而能夠讓相關的設計人員熟悉以及了解小半徑曲線鐵路橋梁的相關布設內容，希望能夠給與同行業人員提供一定價值的參考。

關鍵詞：小半徑；曲線范圍；鐵路橋梁；設計分析

引言

在一些車站以及樞紐站線，由于在一定程度上受到地形限制或者是拆遷成本等的制約，線路需要設置相對較小的曲線半徑。對于小半徑曲線的橋梁設計要考慮橋梁上部結構和下部結構的設計，小以及對梁縫進行合理的控制和設計。一般情況下需要進行特殊設計，這樣做的目的不僅能滿足鐵路自身的正常運營，同時還能夠滿足其養護需要。如果在設計的過程中存在著不合理問題，例如：無法進行架梁或者是梁體傾覆等一系列比較重大的事故，這就需要我們對小半徑曲線范圍內的橋梁設計進行較為系統的認識以及了解，只有這樣才能夠讓橋梁在設計的過程中不僅具有合理性、安全性，同時也具有科學性。

一、單線橋梁在曲線上的布置原則

1、梁的布置：為了使梁上受力接近均衡，曲線上橋梁的中心線（梁的中心線）一般均采用平分中失（f）法或切線法布置（圖1-1），視其跨度及所在曲線半徑來確定。

梁與梁間及梁與臺間內側道碴槽最外邊緣的最小空隙即梁縫，當跨度L≤16m時為6cm；當跨度L≥20m時為10cm；不等跨時采用10cm，當不等跨均小于16m時，采用6cm。

在坡道上的梁應考慮坡道布置對空隙的影響；大跨度梁尚應考慮預留拱度和荷載（恒載、遠期活載、沖擊力等）引起梁的伸縮。

在曲線上的梁布置辦法采用f1=f/2～0之間的任何數值時，不需要檢算梁的強度。如采用0>f1>f/2，則必須根據其相應的超載系數，驗算內外梁的強度。在不等跨梁的配合中，比較合理的曲線布置，按大跨梁要求來確定偏距E值。對于跨度L≤16m的梁，一般中失很小，如按小跨的要求確定E值，則大跨梁的中失稍大于f/2，而超載系數增加有限，不必驗算梁的強度。對于跨度L≥20m的梁，如大跨按平分中失布置，而小跨相應的f1在0～f/2之間時，也不要驗算；如大跨必須按切線布置，則小跨梁的f1<0，必須進行強度驗算。

2、墩中心的位置：等跨時，墩中心位于兩相鄰梁跨中心線的交點上，橋墩橫向中心線為相鄰兩跨中心線交角的平分線（在圓曲線上該線與曲線半徑半徑方向一致，在緩和曲線上該線與曲線半徑半徑方向有一偏角）；不等跨時，兩相鄰梁跨中心線的交點與橋墩中心從理論上分析應有一偏距，但為了施工方便，橋墩橫向中心線，可采用相臨兩梁跨中心線交角的平分線。

在同一橋墩上兩孔梁梁端之偏距應相等，如果不等跨時，則采用大跨之E值。當跨度L≤16m時，采用小跨之E值。

3、橋臺的布置：常用的有兩種方法：

（1）直線布置：當臺尾線路偏離臺中心線距離小于等于10m時，采用直線布置。

（2）折線布置：當臺尾線路偏離臺中心線距離大于10m時，橋臺中心線應按折現布置。橋臺與梁間之偏距E值，不論其跨度大小均按梁的要求確定，當E值大于10m時，一律采用10m。臺尾中心亦可置于線路中心線上（E=0），如因此而使臺尾產生負角時，則臺尾中心可按臺前的E值設置。

4、緩和曲線上梁的布置：橋梁跨越直緩點（ZH）時，直線段采用偏距E=0，緩和曲線端采用鄰跨的偏距E值；若直線段甚長時，可將整孔置于直線上，鄰跨梁端的偏距E以本跨為準。橋梁跨越緩圓點（HY）時，則其兩端之偏距E值不等，一端以緩和曲線中失公式計算，另一端以圓曲線中失公式計算。

5、曲線橋橋墩頂帽的布置：曲線橋梁的頂帽常采用與直線上的梁相同的外形以簡化設計和制造。但為了適應曲線的線路，各孔梁常布置成折線，這就使相鄰兩孔梁之間的縫隙內窄外寬（其內側梁縫最小值要求與直線橋相同），梁的端部和梁墩橫向中心線不平行，平面上梁端支座斜交放在支承墊石上。因此曲線上的橋墩的墊石平面形狀可做成梯形，但為了便于施工，實際上仍將墊石按曲線布置要求適當加寬加長而做成矩形。支座中心和錨栓位置則要根據曲線橋的實際布置另行計算確定。

二.曲線橋梁關于梁縫的處理

對于簡支梁曲線布置的影響，簡支梁梁端能夠在一定程度上形成內側小，外側大的梁縫。以簡支T梁為例，假定單線梁寬為4.9米，內側梁縫主要為10厘米，進一步按照平分中矢法進行相應的布置，在不同半徑條件下，梁端外側梁縫寬度會相應增大，對于較大的梁縫，如果不對其給予特殊的處理，常規伸縮縫就不能滿足梁端構造和受力要求。

保證內側梁縫在10cm的情況下，外側梁縫超過30cm時，可參考下述方法處理：

（1）用特別設計的防水鐵蓋板鋪設，雖用鋼料較多，但施工簡單，通常采用此法。

（2）當梁端間之最大梁縫大于30cm，小于60cm時，可在梁端設置角鋼或角鋼支架。

（3）當梁端空縫距離大于60cm時，可在墩頂設置帶有道碴槽的稧形柱塊。

總結：通過上述論述可知，小半徑曲線范圍鐵路橋梁設計相對來說較繁瑣，所以在進行勘察設計時，橋梁設計需對小半徑曲線進行有效的避免，或者線路最大程度上要考慮以路基形式通過。如小半徑曲線段確需使用橋梁的通過時，橋梁孔跨應該優先使用小跨度梁，并做好梁縫的控制及相應的特殊處理。

參考文獻：

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