浅谈铁路曲线桥坐标及相关参数计算.doc

浅谈铁路曲线桥坐标及相关参数计算

井昭义

中交一公局张呼客专五标一分部

【摘要】铁路曲线桥与直线桥相比桥墩、台坐标计算要复杂得多，涉及的内容也较多，本文结合张呼铁路工程实例，对铁路曲线桥坐标、参数计算提出了具体建议。

【关键词】铁路；曲线桥；坐标、参数计算；

新建张家口至呼和浩特铁路站前工程ZHZQ-5合同段一分部管段DK167+550～DK179+950,起于集宁新区六间房村，而后经察哈尔右翼前旗止于卓资山县芦家卜子村，全长12.4km，特大桥2137.66m/2座、大桥706.44m/2座、中桥112.6m/1座，其中曲线桥3座，直线桥2座。直线桥坐标计算较为简单，在此不进行详细说明，下面以西土外大桥为例进行曲线桥坐标、参数计算。

西土外大桥位于内蒙古乌兰察布市西土坑村西南，起止里程为DK178+163.13～DK178+373.97，桥中心里程为DK178+268.55，全长210.84m，孔跨类型为6-32.6m简支梁。桥台采用双线矩形空心桥台，桥墩1～5号墩采用圆端形实体桥墩，桥墩台桩基础采用钻孔灌注桩，1～5墩范围简支梁固定支座设于每孔跨的小里程侧，横向活动支座均设置于线路右侧。曲线布置采用平分中矢法，按左线中心线里程进行计算、绘图，左右线线间距4.6m，桥墩中心线与线路中心线之间的距离等于曲线偏距E。相关设计数据如下图所示：

设在曲线上的简支梁桥，每孔梁仍是直的，于是各孔梁中线的连接线为折线，以适应梁上曲线线路需要，而线路中线为曲线，两者并不重合，简支梁中心线总是偏在线路中线内侧，当列车通过时，桥梁必然承受偏心荷载。为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，而是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（图1）。也可以等于该中矢值的一半，称为平分中矢布置（图2）。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。本桥也采用平分中矢布置。

桥台在曲线上的布置形式与梁稍有不同，如果将桥台的中心线与其相邻的梁跨中心线布置在同一条直线上，则台尾中心必然偏离到线路中线的外侧，设其偏距为d，如果d≤10cm时，则桥台就采用这种布置形式；否则，应旋转桥台，使台前的偏距与相邻梁跨的偏距相同，台尾的偏距0，如下图所示，前者布置形式称为直线布置，后者称为折线布置。

由上述参数计算及设计图纸可知E=1cm，则各桩基桩号偏距及坐标如下：

墩台号

点号

桩号

偏距

X

Y

1#墩

1#-1

DK178+201.720

-1.740

4540028.936

505598.458

1#-2

DK178+201.720

0.960

4540031.499

505597.610

1#-3

DK178+201.720

3.660

4540034.062

505596.762

1#-4

DK178+201.720

6.360

4540036.626

505595.914

1#-5

DK178+204.520

-1.740

4540028.056

505595.800

1#-6

DK178+204.520

0.960

4540030.620

505594.952

1#-7

DK178+204.520

3.660

4540033.183

505594.104

1#-8

DK178+204.520

6.360

4540035.746

505593.256

依据桩基坐标及图纸尺寸可对承台角点、墩柱、垫石坐标进行计算，计算过程较为简单，在此不进行详细说明。由于各孔梁中线的连接线为折线，支座在相同梁上位置相同，支座中心线连线在桥墩上为扇形，如下图所示：

本桥32.6m简支梁支座中心线横桥向间距a=4.6m，支座中心线距梁端b=0.55m，下面以2#墩为例对锚栓孔坐标进行计算，①、②、③三点分别为1#、2#、3#墩桥墩中心点，通过上述参数计算可计算三点坐标:

位置

桩号

偏距

X

Y

1#墩中心

DK178+203.120

2.310

4540032.341

505595.857

2#墩中心

DK178+235.840

2.310

4540021.966

505564.811

3#墩中心

DK178+268.560

2.310

4540011.407

505533.827

由①、②和②、③可分别计算出桥梁中心线方位角分别为：

α（①-②)=arctan（△y/△x）=251°31′16.77″

α(②-③)=arctan（△y/△x）=251°10′53.27″

F为桥墩中心处梁缝宽度由上述参数计算可得：由上述数据可计算出④、⑤及2-1、2-2、2-3、2-4坐标分别为：

点号

X