铁路曲线桥梁的相关问题及应用_刘华朋
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
路,制定出一套方案:局部变更线路线形,即变更线路曲线 要素为: R=800m Ls=110m ZH:D1K8+988.19 HY:D1K9+098.19 YH:D1K9+667.72 HZ:D1K9+777.72 此次改线起点为: DK8+900=D1K8+900,改线终点为: DK9+800=D1K9+799.61,设内业短链 0.39m。 这样变更后线路和原有线路的线间距达到 50cm,经桥梁 设计人员验算满足桥梁预留偏心 50cm 的要求,且未改变原设 计时速。 设计人员根据各桥墩的实际位置和变更后的曲线要素, 又重新调整了各桥墩的曲线布置参数,3#墩原处于直线范围, 线调整后位于缓和曲线范围内,其换算半径≥2500m,经核算 满足相关要求。调整后具体布置参数如图 8、表 2 所示:
基础、墩身、墩帽均应照此施工,但墩帽上支承垫石应 按桥梁工作线施工,不设预偏心,如图 4、图 5 所示。
正面 侧面
1
2 3
曲线外侧
曲线内侧
4
图4
设有预偏心的桥墩
1
1---墩中心线 2---梁中心线 3---支承垫石 4---预偏心值
(二)曲线桥墩的布置
如图 2, 桥墩中心位于相邻二梁中线之交点, 这是指桥墩 不设预偏心的情况;桥墩横轴为相邻二梁中线夹角的平分线。 由于曲线桥的路线中线是曲线,而所用的梁是直的,因 此路线中线与梁的中线不能完全吻合。梁在曲线上的布置, 是使每个梁跨的中线联结起来,成为与路中线基本相符的折 线,这条折线成为桥梁的工作线。墩、台中心一般就位于这 条折线转折角的顶点上。
2009 年第 11 期 (总第 123 期)
大 众 科 技
DA ZHONG KE JI
No.11, 2009 (Cumulatively No.123)
铁路曲线桥梁的相关问题及应用
刘华朋 1,段小沛 2,李芳芳 2
(1.中铁十六局集团路桥工程有限公司,北京 101500;
2.西南交通大学土木学院,四川 成都 610031)
【摘 要】铁路曲线梁桥是具有复杂力学性能的空间结构体系,为保证曲线梁桥的安全,一般都采用合理的支点预偏心。 合理的支点预偏心方法可以减小曲线梁桥结构的内力、变形以及支座反力,在设置预偏心的同时也给桥梁的空间定位工作提出 了新的要求。文章详细介绍了曲线桥梁的空间布置,并结合实例分析了曲线桥梁测量工作的重点研究事项和要求。 【关键词】曲线布置;预偏心;线路中心线;桥梁工作线 【中图分类号】U212.32 【文献标识码】A 【文章编号】1008-1151(2009)11-0072-02
这样只需根据变更后的线路来调整支承垫石的位置以保 证梁体能顺利铺架。具体的各墩台支承垫石及预埋锚栓孔的 位置定位采用桥梁工作线为基线来测定。 曲线上桥墩台支承垫石及预埋锚栓孔的位置具体测定如 下: 1.用测量方法放样出工作线交点 A(线路中心位置量出外 矢距 E 值)。 2.测量放样出沿工作线方向距离为(30cm+梁缝)的桥梁 工作线定线点 1、2。 3.同时放样出与工作线垂直的距离为 100cm 的锚栓孔的 横向轴线点 1’、1”和 2’、2”,即每个支座 4 个锚栓孔分 部的中轴线中心点位置。 4.依据放样定出的锚栓孔中轴线,按锚栓孔横向间距 51cm,纵向间距 26cm 来最终确定各个锚栓孔的具体位置。 (下转第 69 页)
1 2 图1 梁的中线连成折线示意 1----线 路 中 线 2-----梁 的 中 线
如遇设有横向预偏心的桥墩,则应由两相邻梁中线交点 (A 点) ,沿桥墩横轴向曲线外侧移动一个预偏心值(AA′) , 作为桥墩中心(A′),如图 3 所示。
3 4 5 E a 1 A' A
2
图3 有横向预偏心情况下桥墩布置(梁按切线布置绘制) 1----线 路 中 线 2-----桥 梁 工 作 线 3--桥 墩 横 轴 4----桥 墩 纵 轴 5-----预 偏 心 值 AA' E-偏 距 Aa a----线 路 中 心 A'-----桥 墩 中 心
4 5.8 +06 DK9
+13 1.3 9
0°
E= 2
43
墩台编号
E=8
10 3. 03 9+ DK
6号墩
0' 42 "
DK9
墩 5号
7号 墩
2 #墩
52" 20' 2°
0°
4号
9 DK
E=0
墩
6 +1
17 4.
3 #墩 4#墩 5#墩 6 #墩 7 #墩 8 #墩
ay=48°40'3" R=800m
(一)曲线梁的布置
设在曲线上的钢筋混凝土简支梁式桥,每孔梁仍是直的, 各孔梁中线的连接线成为折线,以适应梁上曲线线路之需要。 但若按图 1 所示布置,使线路中线与梁的中线在梁端相交, 则由图 1 可以看出,线路中线总是偏在梁跨中线的外侧,当 列车过桥时,外侧那片梁必然受力较大,况且列车运行时要 产生离心力,使外侧的一片梁受力较大的现象更加严重。
3号 墩
墩 8号
Ls=60m
HY: DK9+073.38 HZ: DK9+752.91
企沙
ZH: DK9+013.38
YH: DK9+692.91
防城 港
图 7 曲线布置示意图 表1
墩台编号 3#墩 4#墩 5#墩 6#墩 7#墩 8#墩 9#墩 10#墩 11#墩 12#墩 13#台 前 13#台 尾
9 #墩 1 0 #墩 1 1 #墩
曲线布置参数表
墩台里程 DK9+000.39 DK9+033.10 DK9+065.84 DK9+098.61 DK9+131.39 DK9+164.17 DK9+196.95 DK9+229.73 DK9+262.51 DK9+295.29 DK9+328.13 DK9+334.21 偏角 0° 0′ 42″ 0° 43′ 54″ 2° 1′ 26″ 2° 21′ 44″ 2° 20′ 52″ 2° 20′ 52″ 2° 20′ 52″ 2° 20′ 52″ 2° 20′ 52″ 2° 20′ 59″ 1° 23′ 37″ 0° 13′ 4″ 偏 距 (cm) 0 2 7 8 8 8 8 8 8 8 8 8 梁 缝 (cm) 5 6 32.74 8 32.77 9 32.78 9 32.78 9 32.78 9 32.78 9 32.78 9 32.78 9 32.84 15 6.08 交 点 距 (m)
为了使两片梁受力较为均衡,合理的布置方案应为把梁 的中线向曲线外侧适当移动。一般情况下梁的布置有两种方 案,通常梁中心线向外侧移动了一段距离 E,E 称为偏距。如 果偏距 E 为梁长为弦线中矢值的一半,这种布梁方法称为平 分中矢布置;如果 E 等于中矢值,称为切线布置。 1.平分中矢布置: 在跨中处梁的中线平分矢距 f, 即梁的 中线与线路中线的偏距关系:f1=f/2;在桥墩中线处梁的中 线与线路中线的偏距关系:E=f/2。这种布置的特点是内外侧 两片梁的偏距相同(f1=E=f/2) ,故两片梁的人行道加宽值相 等。 2.切线布置:在跨中处梁的中线与线路中线相切,即偏 距 f1=0;在桥墩中心处梁的中线与线路中线的偏距为 E=f。
YH: D1K9+667.72
Ls=110m
HY: D1K9+098.19 HZ: D1K9+777.72
企沙
图8
曲线布置示意图
32.70
DK 9+ 00
0. 39
- 73 -
本设计采用数字温度传感器 DS1722。该传感器由四个主 要部分组成:精密温度传感器、模数转换器、SPI/三线接口 电子器件和数据寄存器。它是一种低价位、低功耗的三总线 式数字温度传感器。DS1722 有摩托罗拉串行接口和标准三线 接口两种通信接口,用户可以通过 SERMODE 管脚选择通信标 准。上电时,DS1722 处于关闭状态,供电之后用户通过改变 寄存器分辨率使其处于连续转换温度模式或者单一转换模 式,其分辨率有 8 位、9 位、10 位、11 位或 12 位五种,对应温 度分辨率分别为 1.0℃、0.5℃、0.25℃、0.125℃或 0.0625℃, 温度转换结果的默认分辨率为 9 位。 连续转换模式下, DS1722 连续转换温度并将结果存于温度寄存器中,读温度寄存器中 的内容不影响其温度转换;在单一转换模式,DS1722 执行一 次温度转换,结果存于温度寄存器中,然后回到关闭模式, 这种转换模式适用于对温度敏感的应用场合。 4.驱动模块 在本系统中,驱动模块用于控制空调等家用电器的开关 来达到改善室内环境的目的。不同型号的继电器的输入驱动 电流不同,在单片机输出引脚通过三极管放大控制电流来驱 动继电器动作,从而使用户方便地远程控制家用电器。 5.液晶模块 WGM12864H 液晶模块是一款图形点阵 LCD 模块, 该模块采 用 KS0107 液晶控制器,能够显示 128×64 像素的图像或者 4 行 16×16 点阵的中文字符。主控 MCU 通过数据线和控制线来 设置模块的显示模式和内容,其它功能均由模块自动完成。 该模块与 MCU 的接口方法分为直接访问方式和间接控制方式。 直接控制方式是 MCU 利用数据总线与控制信号直接采用 I/O 设备访问形式控制液晶模块, 即 MCU 的数据口直接与液晶 模块的数据口连接,而 MCU 的/RD、/WR 作为液晶显示模块的 读、写控制信号,液晶模块/RESET 和 VDD 引脚接在+5V 电源 上。/CS 信号可由地址线译码产生,C/D 信号由 MCU 控制引脚 产生,为 1 时表示指令口地址,为 0 时表示数据口地址。间 接控制方式是 MCU 通过并行接口间接实现对液晶模块控制。
【收稿日期】2009-08-18 【作者简介】刘华朋(1983-) ,男,中铁十六局集团路桥工程有限公司助理工程师。
- 72 -
D1K9+65.83
1.铁路单线桥梁的曲线半径 R≥2000m 时,曲线桥墩可不 设横向预偏心,但设外矢距,即:线路中心坐标沿法线方向 向曲线外侧偏移偏距 E 值后为桥墩中心。 2.铁路单线桥梁的曲线半径 R<2000m 时,曲线桥墩设横 向预偏心和外矢距,即:线路中心坐标沿法线方向向曲线外 侧偏移偏距 E 值和预偏心值后为桥墩中心。 3.铁路单线曲线桥台不设横向预偏心,桥台有直线布置 和折线布置两种方案,应根据桥台尾处桥台中线与线路中线 的偏距值大小而选定方案。 4.铁路双线曲线桥墩不设横向预偏心,但设外矢距。 5.纵向预偏心:铁路桥梁桥跨为不等跨时,应根据设计 图确认是否设有纵向预偏心,即梁缝中心线与桥墩中心线不 重合,一般桥墩中心线向大跨方向偏移,如图 6 所示。 铁路曲线桥梁施工,具体应以施工图纸或通用图纸为准, 施工中应熟悉图纸(设计图纸及通用图纸) ,做到心中有数, 避免出现错误。
1 2 #墩 1 3# 台 前 1 3# 台 尾
32.71
大桥在实际施工过程中,相关人员忽略了曲线段桥墩基础及 墩身 50cm 的预留偏心值,只考虑了线路偏距因素。为保证铁 路的安全运行,寻求一种经济合理(不炸掉桥墩和保证原设 计时速)的补救措施,成为研究的重点。 最终设计人员根据施工中各桥墩的实际位置和原设计线
5号墩
0' 21 "
.3
9
D1K 9+9
(四)实例
0°
E=0
8.5 8
' 14 0°
6"
E= 3
1°40'24"
E=8
2°16'11"
墩 4号
6号 墩
9+
3号
5 .3 31 +1 K9 D1 墩 7号
E=8
K D1
00
'52 20 2°
墩
"
ay=48°40'3" R=800m ZH: D1K8+988.19
2号 墩
D1 K8 +9 67 .6 9
下面就以某大桥施工中未按设计要求设置预留偏心值的 实例来阐述铁路线路曲线桥梁对测量的影响。该大桥原设计 曲线要素为: R=800m Ls=60m ZH:DK9+013.19 HY:DK9+073.19 YH:DK9+692.91 HZ:DK9+752.91 各墩台布置参数如图 7、表 1 所示:
线路中心线
梁中心线
3" 0°57'2
E=6
0 3港
线路中心线
梁中心线
'5 4"
" 2°1'26
E=8
DK9+098.61
E= 7
2°21'44"
表2
E=8
2°20'52"
曲线布置参数表
墩台里程 D 1K 8 + 96 7 . 69 D 1K 9 + 00 0 . 39 D 1K 9 + 03 3 . 1 0 D 1 K 9+ 0 6 5. 8 3 D 1 K 9+ 0 9 8. 5 8 D 1 K 9+ 1 3 1. 3 5 D 1 K 9+ 1 6 4. 1 1 D 1K 9 + 19 6 . 87 D 1 K 9+ 2 2 9. 6 3 D 1K 9 + 26 2 . 39 D 1 K 9+ 2 9 5. 1 5 D 1K 9 + 32 7 . 97 D 1 K 9+ 3 3 4. 0 5 偏角 0 ° 0′ 2 1″ 0 ° 14 ′ 6″ 0 ° 5 7 ′ 2 3″ 1 ° 40 ′ 24 ″ 2 ° 1 6 ′ 11 ″ 2 ° 2 0 ′ 52 ″ 2 ° 2 0 ′ 52 ″ 2 ° 2 0 ′ 52 ″ 2 ° 2 0 ′ 52 ″ 2 ° 2 0 ′ 52 ″ 2 ° 2 0 ′ 59 ″ 1 ° 23 ′ 37 ″ 0 ° 13 ′ 4″ 偏 距 ( cm ) 0 0 3 6 8 8 8 8 8 8 8 8 8 梁 缝 (cm) 5 5 32.71 6 3 2 . 73 7 3 2 . 75 8 3 2 . 77 9 3 2 . 76 7 3 2 . 76 9 3 2 . 76 7 3 2 . 76 9 3 2 . 76 7 3 2 . 82 15 6.08 交 点 距 ( m)
3 4 E a 1 A
1
2
大跨梁
小跨梁
2
图 5 设有预偏心的桥墩顶帽布置图 图 6 设有纵向预偏心的桥墩
1---桥墩中心线 2---桥梁工作线 1—梁缝中心线 2—桥墩中心线
2
(三)铁路曲线预偏心的设置
曲线桥预偏心的设置原则是:预偏心引起的曲梁梁端扭 矩等于曲梁自重产生梁端的扭矩,方向相反。
图2 无横向预偏心情况下桥墩布置(梁按切线布置绘制) 1----线 路 中 线 2-----桥 梁 工 作 线 3--桥 墩 横 轴 4----桥 墩 纵 轴 E--偏 距 Aa A--桥 墩 中 心 a--线 路 中 心