单线过渡为双线铁路梁式桥的曲线布置探讨

管延武，赵冠刚，龚爱军

(中铁工程设计咨询集团有限公司济南设计院，济南 250022)

为了施工方便，铁路简支梁一般为直线梁，当铁路梁式桥位于曲线上时，为了使梁上的受力接近均衡，曲线上的梁需要做曲线布置;曲线布置的方法根据梁所在曲线的半径不同分为平分中矢(f)布置和切线布置法2 种［1］，如图1 所示。

双线铁路梁式桥在曲线上的布置通常是以一线按单线桥梁在曲线上的布置方法进行，所以单线桥梁在曲线上的布置原则和计算方法仍适用于双线桥［1］。

1 双线铁路梁式桥的曲线布置方法

双线铁路梁式桥的曲线布置方法主要有以下两种。

图1 曲线布置方法示意

(1)扇形布置法［1］

扇形布置法中同跨各线梁的纵向中心线相互平行，各桥墩横向中心线及桥台挡砟前墙线，与相邻梁跨纵向中心线的交角平分线及桥台的挡砟前墙线一致，成扇形布置。这种布置方法对设计和施工都较方便，在双线桥的设计中较为常用。但当桥梁所在曲线半径较小，二线梁缝超出规定容许值时，桥梁的施工及养护都较困难，因此宜采用平行布置法。

(2)平行布置法［1］

平行布置法中同跨各线梁或台的纵向中心线在线间距变化时不相互平行，各桥墩横向中心线及桥台挡砟前墙线皆平行于基准线(基准线即曲线布置孔跨中选定的中墩计算线，为中墩处相邻两梁跨交角平分线或特定的某一方向)，使各墩横向中心线成平行布置。

平行布置法的计算较为繁琐，而且桥墩需要扭转截面方向或加大截面尺寸，致使设计与施工均较复杂，所以只有当线间距变化较大，线间距相同但桥梁所在曲线半径较小，梁跨较大，扇形布置法外侧梁缝大于限值等情况下才可使用平行布置法。

2 单线过渡为双线铁路梁式桥的曲线布置

笔者在做某铁路工程施工图设计中遇到了双线铁路桥由双单线逐渐过渡至双线的情况。该桥在曲线布置时较为繁琐，根据线间距将桥分段，分别采用不同的曲线布置方式来完成该桥的曲线布置。

2.1 桥位处线路的基本情况

桥位处铁路正线与二线均为曲线，圆曲线半径R=1600 m，线路左偏，其中左线为正线，右线为二线，该桥起点位于圆曲线，线间距为13.0 m，其后线间距由13.0 m逐渐过渡至4.47 m，然后以4.47 m等线间距至桥终点，其中线间距由13.0 m至4.47 m过渡段均位于曲线上。

2.2 曲线布置的基本思路

该桥设计中采用标准简支T梁，梁宽4.9 m，标准T梁图中规定当双线线间距大于5 m时双线桥可按双单线进行布置［9］，所以可把线间距5 m处作为分界点，在分界点设置桥墩，桥墩两侧分别布置孔跨。线间距大于5 m部分，正线和二线简支梁分别以单线做曲线布置，等线间距段简支梁以左线为准做扇形布置。

由单线至双线的过渡部分线间距由5.0 m过渡至4.47 m，线间距变化较大，理论上采用平行布置法较为合理，但是平行布置法中正线梁与二线梁不相互平行，虽然对于各线梁的受力较为合理，但是正线梁与二线梁作为整体梁考虑时，其横向连接的受力以及支座的各向受力都较为复杂，对整个梁的受力来说反而更不利;若采用扇形布置法，正线梁与二线梁平行布置，虽然对双线梁的受力更为有利，但是由于线间距的变化较大，不能满足梁的布置要求。

标准T梁图中规定，当双线桥桥上设计线间距变化不大于15 cm时，全桥可按最大线间距等宽布置［9］。对于本桥，如果等线间距段线间距大于4.85 m，那么双线桥部分就可以按5 m线间距布置双线梁;本桥过渡段线间距变化较大，双线梁不能按统一间距等宽度布置，所以本桥过渡段需要另行考虑曲线布置方式。

按照上述分析，本桥过渡段的双线梁等宽布置对梁的整体受力较为合理，为了满足梁上线间距变化不大于15 cm的适用条件，双线梁在布置时需要调节每孔梁中梁间的湿接缝宽度;过渡段双线梁在具体布置时有两种思路:(1)以正线和二线的虚拟中线为基准线，双线梁按平分中矢法布置，每孔梁等宽度布置，调整中梁间的湿接缝宽度，使每孔梁范围内的线间距变化值在15 cm以内。(2)以线路正线为基准，按平分中矢法做曲线布置，然后调整每孔梁中梁间的湿接缝，分别按每孔梁的最大线间距等宽布置双线梁，且每孔梁范围内的线间距变化值在15 cm以内［9］。

思路1的布置方式理论上较为合理，但是在具体布置时，施工放线不好操作，容易造成偏差，且双线梁的两侧梁缝处均会出现参差不齐，对梁体两侧附属设施的安装造成麻烦;思路2的布置方法在具体布置时放线简单，不易出错，而且仅一侧梁缝处会出现参差不齐，虽然双线梁相对于线路非对称布置，但仍能满足双线梁的整体稳定性和安全性的要求。经上述分析对比，本桥过渡段按思路2进行曲线布置。

2.3 具体分段布置

按照上述基本思路的分析，本桥曲线布置具体分段如下。

(1)第36孔至第41孔

36孔至41孔梁位于线间距5.0～4.47 m的过渡段，利用标准简支T梁图中关于“双线桥桥上设计线间距变化不大于15 cm时全桥可按最大线间距等宽布置”的适用条件，调整36孔至41孔梁的孔跨布置形式，使每孔梁两端的线间距差值不大于15 cm，然后按照思路2的布置方式进行曲线布置。

调整后，36孔至41孔梁的孔跨布置形式为1－20 m+5－32 m，位于缓和曲线上，各桥墩处线间距如表1所示。

表1 桥墩处线间距

过渡段按照思路2进行曲线布置后，双线梁之间梁缝处左侧对齐，右侧会有错台，为了不影响伸缩缝的安装，可在挡砟墙内侧设置堵头块，如图2所示。

图2 堵头块设置示意

挡砟墙外侧的人行道安装时在梁缝处会出现交错，可根据实际情况适当顺接。

(2)第32孔至第35孔

32孔至35孔梁的孔跨布置形式为4孔32 m简支梁，位于圆曲线和缓和曲线，曲线半径为1 600 m，从31号墩至35号墩线间距由6.23 m渐变至5.0 m，正线和二线分别按单线采用平分中矢法做曲线布置，由于本桥采用桥墩的顶帽横向尺寸为6.0 m，所以32号至35号桥墩宜采用双线桥墩，桥墩位置由正线按单线做曲线布置确定，桥墩横向轴线垂直铁路正线，墩身及顶帽托盘横向尺寸需根据线间距适当加长;二线梁在布置时仍以单线按平分中矢法做曲线布置，计算偏角及偏距时需调整梁端梁缝值，使梁轴线交点位于桥墩横向轴线上，如图3所示。

图3 二线调整梁缝示意

图3中F1和F2为二线在按单线做曲线布置时梁缝的计算值，Δ1和Δ2为调整梁缝后的梁缝加宽值。

(3)第1孔至第31孔

本桥起点处铁路线间距为13.0 m，第31孔梁右端31号桥墩处铁路线间距为6.23 m，所以第1孔至31孔梁正线和二线墩台可以分别设置为单线墩台，铁路正线和二线可分别按单线做曲线布置而相互不受影响。

(4)第42孔至曲线终点

第42孔梁左端41号桥墩处铁路正线与二线的线间距为4.47 m，从41号墩至曲线终点，铁路正线与二线的线间距为4.47 m等线间距，此段简支梁可按扇形布置法以左线为基准进行曲线布置。

3 结语

本桥曲线布置的难点在于从单线布置至双线布置的过渡，在过渡段的曲线布置中，充分利用了简支梁标准图的适用条件(不等线间距双线桥在桥上线间距变化不大于15 cm的情况下，双线梁可按最大线间距等宽布置)，每孔梁均按梁左端的最大线间距等宽布置，虽然每孔梁在梁缝处有参差不齐，给人行道板的安装造成麻烦，但是并不影响梁的整体安全性，同时避免了采用平行布置法进行曲线布置的繁琐计算以及其对支座受力的不利影响。

本文介绍的方法虽然能解决单线至双线过渡段铁路梁式桥的曲线布置，但并不具有普遍适用性，在实际铁路设计中，如果条件允许，建议设计人员应尽量避免此种情况的出现;如果无法避免，当单线至双线过渡段位于桥上，或是双线铁路桥位于变线间距段，则应尽量将过渡段或全桥范围的线间距变化值控制在15 cm以内，这样整个过渡段或者全桥都可以按照最大线间距等宽度布置双线梁，避免了梁端出现参差不齐的情况，既能够满足双线梁的整体安全性，又不会对梁侧人行道板的安装造成影响。

［1］铁道部第三勘测设计院.桥梁设计通用资料［M］.北京:中国铁道出版社，1994.

［2］TB 10002.1—2005，铁路桥涵设计基本规范［S］.北京:中国铁道出版社，2005.

［3］施文山.广北桥曲线平面布置设计［J］.铁道标准设计，1997(2):5-7.

［4］宋云灿.曲线平行布置法在多线桥布置上的应用［J］.铁道工程学报，2008(5):37-41.

［5］唐亚芹.不等线间距铁路桥梁曲线布置新方法［J］.山西建筑，2012(29):206-208.

［6］薛新枝.线间距变化的双线铁路曲线桥梁布置方法［J］.铁道建筑技术，2002(2):6-9.

［7］于淑兰.曲线上桥梁的布置方法［J］.北方交通，2008(9):48-49.

［8］开永旺.关于曲线桥布置问题的探讨［J］.哈铁科技通讯，1996(1):32-33.

［9］中铁工程设计咨询集团有限公司.时速160公里客货共线铁路预制后张法简支T梁(通桥(2012)2101)［S］.北京:铁道部经济规划研究院，2012.

［10］童森林.坐标法在双线铁路桥梁曲线布置中的应用［J］.长沙铁道学院学报，1997(3):99-106.

［11］骆翼南.多线桥梁曲线布置及计算［J］.科学技术通讯，1994(4):22-24.

［12］吕春英.预应力钢筋混凝土标准梁在曲线上的布置［J］.山西建筑，2011(11):171-173.