9 第九章-鐵路簡支梁橋在曲線上的布置

1、第九章 鐵路簡支梁橋在曲線上的布置 橋梁墩臺與基礎工程 本章主要內(nèi)容：梁的布置橋墩（臺）布置全橋總偏角計算全橋布置支座布置計算目前鐵路上的曲線梁橋多為“以折代曲”，曲梁應用很少，故應了解鐵路曲線橋的布置方法。第九章 鐵路簡支梁橋在曲線上的布置 橋梁墩臺與基礎工程一、梁的布置與基本概念 （一）梁的布置 1.梁的布置方式：考慮使內(nèi)外梁體受力均衡。平分中矢布置：梁中線位于弦長中矢的平分線上梁中線到跨中線路中線的距離Ef/2f1=f/2f2f 1 =第一節(jié)簡支梁橋在曲線上的布置原則1Ef=0f第九章 鐵路簡支梁橋在曲線上的布置 橋梁墩臺與基礎工程切線布置：梁中線位于跨中線路中線的切線上。 f1 = 0

2、第九章 鐵路簡支梁橋在曲線上的布置 橋梁墩臺與基礎工程 2.梁在曲線上布置的規(guī)定：梁的中線布置，視曲線半徑和梁的跨度大小而定。梁的跨度較小而曲線半徑較大時，中矢f值較小，兩種方法均可；梁的跨度較大而曲線半徑較小時， f值較大，應按平分中矢布置。具體規(guī)定見表9-1。圖號跨度曲線半徑R布置方法（m）（m）叁標橋1023（420m）叁標橋2022（816m）416R350平分中矢或切線布置考慮R250叁標橋2020（16m）叁標橋2018（16、20m）20R400考慮R300叁標橋1024420R600平分中矢或切線布置叁標橋2017816叁標橋201924R400平分中矢或切線布置考慮R300必

3、須按平分中矢布置32R600平分中矢或切線布置考慮R450必須按平分中矢布置第九章 鐵路簡支梁橋在曲線上的布置 橋梁墩臺與基礎工程道碴橋面鋼筋混凝土和預應力混凝土梁在曲線上布置的規(guī)定表91第九章 鐵路簡支梁橋在曲線上的布置 橋梁墩臺與基礎工程 3.最小梁縫的規(guī)定：曲線橋的最小梁縫是指曲線內(nèi)側道碴槽最外邊緣的最小距離。 對鋼筋混凝土梁和預應力混凝土梁，有關規(guī)范規(guī)定： 等跨時： 16 m時，規(guī)定為60mm 不等跨時，其中一跨大于或等于16m時，規(guī)定為100mm；均小于16m時，規(guī)定為60mm。lplp20m時，規(guī)定為100mm第九章 鐵路簡支梁橋在曲線上的布置 橋梁墩臺與基礎工程 （二）基本概念

4、1. 橋梁工作線：在曲線上的橋，各孔梁中心線的連接線是一條折線，稱為橋梁工作線，與線路中心線不一致。如圖9-3所示，AB -BC 是橋梁工作線， abc 是線路中心線。BbCcAa第九章 鐵路簡支梁橋在曲線上的布置 橋梁墩臺與基礎工程 2.橋墩中心：兩相鄰梁中心線的交點是橋墩中心，即圖9-3中的A、B、C各點。橋墩有橫向預偏心時見下述橋墩布置。 3.橋墩的橫、縱向軸線：過橋墩中心作一直線平分相鄰兩孔梁中心線（橋梁工作線）的夾角，這條直線就是橋墩橫向軸線，如圖9-3中的 Bb、 Cc ；過橋墩中心與橫向軸線相垂直的直線為橋墩縱向軸線。 4.橋墩中心里程：橋墩橫向軸線與線路中心線的交點稱為橋墩中心

5、在線路中心線上的對應點，如圖9-3中的a、b、c點，橋墩的中心里程即以其對應點的里程表示之。第九章 鐵路簡支梁橋在曲線上的布置 橋梁墩臺與基礎工程、 5.偏距E：橋墩中心與其在線路中心線上的對應點之間的距離稱為偏距，如圖9-3中的 Aa、Bb Cc 。 6.偏角 ：兩相鄰梁中心線（橋梁工作線）的轉向角稱為偏角。如圖9-3中的 角。 7.交點距L：指相鄰橋跨中心線交點之間的距離，如圖9-3中的AB BC ；對邊孔而言，交點距是指橋臺胸墻中心與相鄰橋跨中心線交點的距離。第九章 鐵路簡支梁橋在曲線上的布置 橋梁墩臺與基礎工程二、橋墩布置 1.橋墩未設橫向預偏心：橋墩中心位于相鄰兩孔梁中心線的交點上。

6、如圖9-4a所示。E第九章 鐵路簡支梁橋在曲線上的布置 橋梁墩臺與基礎工程 2.橋墩設有橫向預偏心：如圖9-4b所示，應由兩相鄰梁中心線的交點，沿橋墩橫向中心線向曲線外移動一個預偏心值，才是橋墩中心。基礎、墩身、墩帽均應照此施工，但墩帽上支承墊石應照橋梁工作線的要求施工，不設預偏心，須特別注意，見圖9-5。E第九章 鐵路簡支梁橋在曲線上的布置 橋梁墩臺與基礎工程第九章 鐵路簡支梁橋在曲線上的布置 橋梁墩臺與基礎工程三、橋臺布置 根據(jù)橋臺臺尾中心與線路中心的偏距大小，分為直線布置和折線布置，詳見第三節(jié)。第九章 鐵路簡支梁橋在曲線上的布置 橋梁墩臺與基礎工程常用計算方法：偏角法和弧距法偏角法：根據(jù)

7、橋梁工作線的偏角及工作線長度L來測定橋墩中心位置。精度較高，施測方便，且宜于校核，現(xiàn)場應用較多。三要素為交點距L ，偏距E和偏角 ；弧距法：根據(jù)各孔橋跨的線路中心弧距及橋墩偏距E來測定橋墩中心位置。一、交點距L的計算 交點距的計算分兩種情況：一種是梁與梁，另一種是梁與臺。第二節(jié)偏角法定墩位F1第九章 鐵路簡支梁橋在曲線上的布置 橋梁墩臺與基礎工程臺縫（m）22LlF11b12b2F2lLb111F1b1b1b12b2梁與梁時： L = l + F1 + F1梁與臺時： L = l + F1 + F2式中：l梁的全長（m）F1、 F1梁縫（m）F 2第九章 鐵路簡支梁橋在曲線上的布置 橋梁墩臺與

8、基礎工程F1由圖9-6知： 1 ( F 2 ) 由兩部分組成：一是規(guī)定的最小梁（臺）縫寬度b1或2b2；二是由于梁中線成折線布置所產(chǎn)生的偏角影響而造成的梁（臺）縫增值 1或 22 。即：梁與梁時：F 1 = b 1 + 1梁與臺時：F 2 = 2 b 2 + 2 2其中的 與 2偏角有關。計算公式為：195 1952 3437.75 3437.75其中：偏角（）；195cm為梁的頂寬390cm之半；3437.75為弧度化為分（）的數(shù)值，即180/603437.75第九章 鐵路簡支梁橋在曲線上的布置 橋梁墩臺與基礎工程為了便于計算，梁（臺）縫增值 1或 22制成表格9-2。第九章 鐵路簡支梁橋在

9、曲線上的布置 橋梁墩臺與基礎工程在實用上，由于偏距和偏角均很小，而曲線半徑又相對地較大，故是將弧長、弦長和交點距三者近似視為相等，這樣，根據(jù)公式（9-1）、（9-2）計算出各交點距后，即可從一端臺尾中心里程，計算出橋臺胸墻中心和各橋墩梁縫中心的里程。第九章 鐵路簡支梁橋在曲線上的布置 橋梁墩臺與基礎工程二、偏距E的計算偏距是梁中線（或梁、臺中線）交點偏離線路中線的距離。偏距值與梁的布置及所在曲線情況等有關。1.圓曲線偏距計算公式式中：f中矢值（m），表示弦長中點到線路中線的距離；R圓曲線半徑（m）；L交點距。第九章 鐵路簡支梁橋在曲線上的布置 橋梁墩臺與基礎工程2.緩和曲線偏距計算公式式中：L

10、s緩和曲線長度（m）t圓曲線半徑（m）；其余同前。第九章 鐵路簡支梁橋在曲線上的布置 橋梁墩臺與基礎工程3.應用偏距公式注意事項：（1）等跨梁時橋墩梁縫中心處偏距值直接應用相應的公式（9-3）（9-6）計算。（2）不等跨梁時橋墩梁縫中心處偏距值，對公式中的交點距L宜按大跨梁的值采用；在跨度均小于或等于16m時，也可用小跨梁的交點距確定E值。（3）橋臺胸墻處的偏距值，除按上述方法計算外，公式中的交點距L應采用相鄰一孔梁的交點距。計算結果，E值不應大于10cm。若大于10cm，則按E=10cm采用。第九章 鐵路簡支梁橋在曲線上的布置 橋梁墩臺與基礎工程三、偏角的計算1.偏角的組成偏角類似于曲線測量

11、的弦線轉向角，但其組成不同，如圖9-7。 第九章 鐵路簡支梁橋在曲線上的布置 橋梁墩臺與基礎工程D線路中心線與橋梁橫軸線的交點C橋梁工作線交點，MN過C點與D點相切的線由圖9-7， = A +Z A 交點處后視A點方向橋梁中線與切線方向之間的夾角； Z 交點處前視Z點方向橋梁中線與切線方向之間的夾角。再通過工作線交點C作一條與弦線BD平行的直線CH，如圖9-8，= + +B 稱為弦切角（即弦線與切線的夾角），F(xiàn) 稱為外移偏角，當偏距相等時為0。第九章 鐵路簡支梁橋在曲線上的布置 橋梁墩臺與基礎工程 弦線cEB2D1MBHE 1 AL偏角 = A + Z = B +B + F +F橋墩臺處的偏角

12、計算問題，實質(zhì)上是弦切角 B、 F 、以及外移偏角 B、 F 的計算問題。第九章 鐵路簡支梁橋在曲線上的布置 橋梁墩臺與基礎工程 2.弦切角與外移偏角的計算（1）弦切角的計算弦切角的計算原理與鐵路測量中的偏角計算相同，其大小與弦線長度(交點距)、以及梁跨所在的曲線情況（直、緩、圓）有關。各種情況下弦切角的計算見表9-3中公式的前半部分。第九章 鐵路簡支梁橋在曲線上的布置 橋梁墩臺與基礎工程（2）外移偏角的計算外移偏角是表示由于相鄰兩個橋墩（臺）的偏距E2和E1不等，引起梁跨中線偏離弦線方向的夾角。計算公式：3437.75E2 E1L1B =E EL2（3）偏角計算公式：見表9-3。第九章 鐵路

13、簡支梁橋在曲線上的布置 橋梁墩臺與基礎工程第二節(jié)偏角法定墩位第九章 鐵路簡支梁橋在曲線上的布置 橋梁墩臺與基礎工程一、橋臺在曲線上的布置形式 橋臺在曲線上的布置有直線布置和折線布置兩種形式。1.直線布置當臺尾線路偏離橋臺縱向中線的距離d0.1m時，橋臺采用直線布置，即將橋臺中線與相鄰一孔梁的中線布置在一條直線上，如圖9-9所示。d0.1md0.1m第三節(jié)橋臺布置第九章 鐵路簡支梁橋在曲線上的布置 橋梁墩臺與基礎工程2.折線布置當臺尾線路偏離橋臺縱向中線的距離d0.1m時，橋臺上的曲線內(nèi)側道床坡腳已超過擋碴邊墻頂?shù)膬?nèi)緣而易于向臺外坍落，故橋臺應采用折線布置，如圖9-10所示。=0a0aE第九章

14、鐵路簡支梁橋在曲線上的布置 橋梁墩臺與基礎工程為正。2.折線布置橋臺采用折線布置時，臺尾中心可放在線路中線上，即E臺尾 = 0 ，如圖9-10所示。如果這樣布置使臺尾偏角成為負角（即臺尾偏角方向與其它墩臺偏角方向相反，如圖9-11a）時，為了避免測設上容易產(chǎn)生差錯，應使臺尾與臺前采用相同的偏距，即 E臺尾 = E臺前，如圖9-11b，從而使臺尾偏角Ea0圖9-11a臺尾偏角為負第九章 鐵路簡支梁橋在曲線上的布置 橋梁墩臺與基礎工程EE圖9-11b臺尾臺前偏距相等的布置L 0第九章 鐵路簡支梁橋在曲線上的布置 橋梁墩臺與基礎工程臺尾是否出現(xiàn)負角，可用公式（9-3）（9-6）計算的臺前偏距值來判斷

15、。當臺尾出現(xiàn)負角時，則臺前偏距必滿足下列不等式：式中：L0臺長(m)；R 曲線半徑（m）。由上可知，進行橋臺布置首先應該計算出臺尾中心偏離線路中心的距離d。E22 R臺前第九章 鐵路簡支梁橋在曲線上的布置 橋梁墩臺與基礎工程二、臺尾中心偏距d的計算尾線路中心連線所成的偏角，如圖9-12，各符號意義同前。 d值與橋臺所處曲線位置和梁、臺長有關。公式如表9-6。其中 臺前為假設臺按直線布置時，梁臺中線與臺前中心和臺第九章 鐵路簡支梁橋在曲線上的布置 橋梁墩臺與基礎工程第九章 鐵路簡支梁橋在曲線上的布置 橋梁墩臺與基礎工程第九章 鐵路簡支梁橋在曲線上的布置 橋梁墩臺與基礎工程第九章 鐵路簡支梁橋在曲

16、線上的布置 橋梁墩臺與基礎工程上述公式中梁按平分中矢布置ai =總第九章 鐵路簡支梁橋在曲線上的布置 橋梁墩臺與基礎工程全橋總偏角指兩臺尾處線路中線切線之偏角。計算全橋總偏角的目的是校核各墩臺偏角的計算結果，即是否滿足關系式：一、全橋位于圓曲線上n0總 = 0L3437 . 75R0L 全橋所跨越的圓曲線部分長度（m）R圓曲線半徑（m）第四節(jié)全橋總偏角第九章 鐵路簡支梁橋在曲線上的布置 橋梁墩臺與基礎工程，可查表9-8；第九章 鐵路簡支梁橋在曲線上的布置 橋梁墩臺與基礎工程二、全橋位于緩和曲線上式中：總 = L(t0 + t1)3437.752RL =t0 左臺尾到直緩點的緩和曲線長（m）t1

17、 右臺尾到直緩點的緩和曲線長（m）L全橋所跨越的緩和曲線長。若一橋臺位于直線上，為直緩點（或緩直點）到另一臺尾之曲線長。0 1 2第九章 鐵路簡支梁橋在曲線上的布置 橋梁墩臺與基礎工程 總34第九章 鐵路簡支梁橋在曲線上的布置 橋梁墩臺與基礎工程t0 左臺尾到直緩點的曲線長，若左臺尾位于直線，則t0 0t0 右臺尾到直緩點的曲線長，若右臺尾位于直線，則t00其余同前。2三、全橋位于圓曲線及緩和曲線上總 = L1(t0 + LS)+0L2 +L2(t0 + LS)式中：L1、L全橋所跨越的左、右緩和曲線長。若臺尾位于直線上，則為直緩（緩直）點緩圓（圓緩）點之距離，即L1 = Ls(或L3 = L

18、s)。第九章 鐵路簡支梁橋在曲線上的布置 橋梁墩臺與基礎工程第九章 鐵路簡支梁橋在曲線上的布置 橋梁墩臺與基礎工程一、曲線橋平面布置步驟已知條件：（1）梁的情況：梁的式樣和組合、起始臺尾里程和梁、臺長等（2）線路情況：圓曲線半徑、緩和曲線長、直緩(緩直)點、圓緩(緩圓)點里程、曲線方向、線路坡度等布置目的：得到各孔橋跨的交點距、各墩臺偏距和偏角。布置方法：試算法。（因三個未知數(shù)L、E、相互耦合）第五節(jié)曲線橋平面布置步驟與復核第九章 鐵路簡支梁橋在曲線上的布置 橋梁墩臺與基礎工程具體步驟：（1）初步擬定墩臺里程：首先按直線橋的梁臺縫規(guī)定，計算橋臺胸墻及各橋墩梁縫中心里程。L為按直線橋擬定的梁縫中

19、心間的距離，不等跨梁或臺前時用按直線橋擬定的相鄰兩交點距的平均值。其余同前。)（2）估算梁（臺）縫：增值可以按下式估算：圓曲線： =195 (弧度 (cm)2 2R195Lt2RLS注意：上式中的不計外移偏角，僅計兩個弦切角；LtE= =f Lt 2第九章 鐵路簡支梁橋在曲線上的布置 橋梁墩臺與基礎工程圓曲線上：緩和曲線上：（5）按表9-3計算各墩臺處的偏角。28RLsE = f =(切線布置)（平分中矢布置）2 16RLsL28RE = f =(切線布置)L216RE = f =(平分中矢布置)1 1（3）按公式（9-1）、（9-2）計算假定的交點和臺尾、胸墻中心、各梁縫中心的里程。L=l+

20、F +F L = l + F1 + F2（4）按假定交點距及式（9-3）（9-6）計算各墩臺的偏距，并初擬橋臺布置形式。第九章 鐵路簡支梁橋在曲線上的布置 橋梁墩臺與基礎工程（6）核對交點距和墩臺里程。根據(jù)（5）得到的墩臺偏角，利用下式得到梁(臺)縫增值1或22，然后確定交點距L和墩臺里程，應與（3）中假定的交點距相符。否則應按新的交點距重新按（2）（5）步驟計算新的偏距和偏角，直至前后兩次計算的交點距相符時止。（7）橋臺布置。（8）核對全橋總偏角。（9）繪制曲線橋平面布置示意圖。 1 =1952 3437.751953437.752 2 =第九章 鐵路簡支梁橋在曲線上的布置 橋梁墩臺與基礎工

21、程二、曲線橋平面布置算例 己知資料：1.曲線半徑R=600m，緩和曲線長=60m，圓緩點里程0+120，線路為平坡。2.橋梁孔跨式樣，4孔24m預應力混凝土梁，兩臺為T型橋臺，左臺長8.05m，右臺長6.18m，按平分中矢布置。3.根據(jù)橋孔布置及縱斷面，左臺尾擬定于0+017。 要求：計算各墩臺的交點距、偏距和偏角，墩臺里程，并繪出曲線橋布置示意圖。第九章 鐵路簡支梁橋在曲線上的布置 橋梁墩臺與基礎工程第九章 鐵路簡支梁橋在曲線上的布置 橋梁墩臺與基礎工程1.初步擬定墩臺里程根據(jù)已知資料，lp=24m.梁長l=24.6m，由梁(臺)縫規(guī)定知2b=10cm，b=5cm，各墩臺初步擬定里程為：第九

22、章 鐵路簡支梁橋在曲線上的布置 橋梁墩臺與基礎工程第九章 鐵路簡支梁橋在曲線上的布置 橋梁墩臺與基礎工程第九章 鐵路簡支梁橋在曲線上的布置 橋梁墩臺與基礎工程2.估算梁（臺）縫左臺前： 0+025.05在圓曲線上，用下式估算： = 195 (弧度 ) (cm )2 2 RL：不等跨梁或臺前時用按直線橋擬定的相鄰兩交點距的平均值。第九章 鐵路簡支梁橋在曲線上的布置 橋梁墩臺與基礎工程195 L t2 RL S1號墩：0+049.80在圓曲線上： 2號墩：0+074.50在緩和曲線上，估算式：第九章 鐵路簡支梁橋在曲線上的布置 橋梁墩臺與基礎工程3號墩：0+099.20在緩和曲線上：右臺前：0+1

23、23.95，在直線上。因R=，所以 估0臺縫： F = 2b + 2 估 =10 + 0 =10cm第九章 鐵路簡支梁橋在曲線上的布置 橋梁墩臺與基礎工程3.計算假定的交點距和墩臺里程L1=24.6+0.15+0.09=24.84mL2=24.6+0.09+0.08=24.77mL3=24.6+0.08+0.06=24.74mL4=24.6+0.06+0.10=24.76m假定的各墩臺里程如下：第九章 鐵路簡支梁橋在曲線上的布置 橋梁墩臺與基礎工程第九章 鐵路簡支梁橋在曲線上的布置 橋梁墩臺與基礎工程4.計算各墩臺處的偏距E第九章 鐵路簡支梁橋在曲線上的布置 橋梁墩臺與基礎工程第九章 鐵路簡支

24、梁橋在曲線上的布置 橋梁墩臺與基礎工程第九章 鐵路簡支梁橋在曲線上的布置 橋梁墩臺與基礎工程5.計算各墩臺的偏角第九章 鐵路簡支梁橋在曲線上的布置 橋梁墩臺與基礎工程第九章 鐵路簡支梁橋在曲線上的布置 橋梁墩臺與基礎工程第九章 鐵路簡支梁橋在曲線上的布置 橋梁墩臺與基礎工程第九章 鐵路簡支梁橋在曲線上的布置 橋梁墩臺與基礎工程第九章 鐵路簡支梁橋在曲線上的布置 橋梁墩臺與基礎工程6.核對交點距L和墩臺里程第九章 鐵路簡支梁橋在曲線上的布置 橋梁墩臺與基礎工程第九章 鐵路簡支梁橋在曲線上的布置 橋梁墩臺與基礎工程. .7.橋臺布置因為偏距及交點距無需再算，橋臺即按第4步中初擬的方式布置。8.核對

25、全橋總偏角各墩臺偏角之和： =23.0616+94.2232+1414861+1093243+47.3273+2.8424= 418.2649第九章 鐵路簡支梁橋在曲線上的布置 橋梁墩臺與基礎工程29。1304 10。 1 E=63413E=62。21.840+074.660+0600+049.0+0 99.24898. 0 5400+10+20E=51 24.160+1 30.340+025.050.0176.1824.7624.7424.77E=0500。02E=27200。4第九章 鐵路簡支梁橋在曲線上的布置 橋梁墩臺與基礎工程9.繪制曲線橋平面布置圖E=5 1第九章 鐵路簡支梁橋在曲線

26、上的布置 橋梁墩臺與基礎工程三、曲線橋平面布置的復核 曲線橋施測之前要對計算資料和平面布置圖進行復核，其內(nèi)容有梁（臺）縫、交點距、墩臺里程、偏距、偏角、橋臺布置和全橋總偏角。復核步驟如下：1.核對全橋總偏角；2.核對梁（臺）縫、交點距、墩臺里程；3.核對偏距；4.核對各墩臺偏角；5.核對橋臺布置形式。第九章 鐵路簡支梁橋在曲線上的布置 橋梁墩臺與基礎工程一、橋墩支座中心坐標計算曲線上橋墩支承墊石布置，如圖9-18。常以橋墩梁縫中心線為縱坐標，縱向中心線為橫坐標，以橋梁中線的交點為坐標原點，用支距來表示支座中心的位置，作為施工放樣的依據(jù)。(F1 b)195(F1 b)195計算公式：x1 = s + F1 dx2 = s + F1 + d(F1 b)195(F1 b)195y1 = d + (s + F1)y2 = d (s + F1)第六節(jié)支座中心坐標計算第九章 鐵路簡支梁橋在曲線上的布置 橋梁墩臺與基礎工程第九章 鐵路簡支梁橋在曲線上的布置