关于铁路曲线桥梁墩台支座垫石中心坐标计算方法的探讨
时间:2025-04-03
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关于铁路曲线桥梁墩台支座垫石中心坐标计算方法的探讨
浅谈铁路曲线桥梁墩台支座垫石坐标计算方法
张燕 陈雄文
摘要:桥梁墩、台及支承垫石中心坐标的准确计算和测设是桥梁施工成败的 核心技术之一。本文重点介绍了铁路曲线桥梁墩、台定位的相关计算问题, 并以兰渝铁路LYS-13标段张家磨房大桥为实例,详细阐述了曲线桥梁墩、 台支承垫石中心的坐标计算,供大家参考学习。 关键词:曲线桥梁 墩台 支座 定位
1 引言
我公司承担的兰渝铁路LYS-13标段南充东至高兴段,有17座桥梁,13座桥梁位于半径1200m到7000m的曲线上,简支T梁均采用平分中矢的方式布置。施工中过程中,需要在曲线上进行大量的支座垫石放样,但直线桥和曲线桥放样有着一定的差别,现场施工放样常常由于概念不清、思路不明导致出错,造成架桥工作不能顺利开展和成本的增加。现以兰渝铁路张家磨房大桥施工放样为例,对曲线桥梁支座垫石放样进行详细阐述。 2 曲线桥梁的几个概念
2.1 桥梁工作线
曲线桥的中线是曲线,而预制梁通常是直的,导致线路中线与梁中线不能完全吻合,设计时采用将梁平均布置在曲线上,以使各跨梁的中线连线成为与线路中线基本相符的折线,这条折线就是桥梁的工作线。
2.2 偏距与偏角
曲线梁在墩台上布置时,为了使直线梁趋近于曲线,将梁向外侧移动一定距离E,致使梁两端并不位于线路中线上,这段距离E就称为偏距,对于平分中矢法,偏距E就等于中矢值的一半,对于切线布置法E就等于中矢值。而相邻两跨梁中心线的交角则称为偏角。
图1 平分中矢布置
图2 切线布置
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2.3 曲线桥梁支座垫石的布置
从理论角度讲一个直线桥墩上的所有垫石均呈矩形布置(各垫石相互平行),而曲线桥的所有垫石则呈扇形布置。但是,无论在直线桥或是曲线桥上,桥梁支座垫石的横轴线始终与桥梁工作线(即直线简支梁的纵轴线)垂直,其几何关系如图所示。
图3 曲线桥支座垫石布置
图4 直线桥支座垫石布置
3 支座垫石坐标计算
3.1 墩台中心坐标及桥梁工作线的坐标方位角计算
以ZH点作为坐标原点,切线方向为x轴,直径方向为y轴,建立直角坐标系统,这里我们定义为 “本坐标系统”。
3.1.1 计算墩台位于第一缓和曲线上
P为第一缓和曲线上墩台中心,P
台纵轴线与路线中线的交点。P 点的切线与轴的交角 称为切线角,按下式计算:
l2180
2RlS l5
x l Esin 2
40R2lSl3l7
y Ecos 33
6RlS336RlS
式中:l——P 点至ZH点的曲线长度。墩、台中心P的坐标按下式计算:
图5 第一缓和曲线上的墩、台
中心的坐标计算
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式中:l——P 点至ZH点的曲线长;
E——墩、台中心P的偏距。
值得说明的是,无论曲线是左转角还是右转角,x值恒为正。但y值则不同,曲线为右转角时取正号,左转角时取负号。
3.1.2 当墩台位于圆曲线上
P为圆曲线上一墩、台中心,P 为该墩、台纵轴线与路线中线的交点。
2
lS
曲线内移值p
24R
切线增值q
lSl 22240R
3S
lS180
缓和曲线角 0 2R
墩、台中心P的坐标按下式计算:
x (R E)sin( 0 ) q y (R p) (R E)cos( 0 )
l180
R
图6 圆曲线上的墩、台中心的坐标计算
式中:l——P 点至HY点的圆曲线长度;
与墩、台位于第一缓和曲线时情况相同,x值恒为正;y值右转角时取正号,左转角时取负号。
3.1.3 当墩、台位于第二缓和曲线上
当墩台位于第二缓和曲线上时,先按照位于第一缓和曲线上时的计算公式计算出墩、台中心在以HZ点为原点的切线支距法坐标值,然后再按照下列坐标换算公式计算出“本坐标系统”的坐标:
x xHZ cos sin x
y y sin cos HZ y
式中:x 、y ——“本坐标系统”的坐标;
x、y——以HZ为原点的切线支距法坐标;
xHZ、yHZ——HZ点在“本坐标系统”的坐标;
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——曲线右转时, y;曲线左转时, 360 y。 注意:当曲线为右转角时,以y y代入上式中, y为梁工作线右偏角。 3.1.4 转换坐标
上面计算出的各墩台坐标为以ZH点为原点的切线支距法坐标,即本坐标系统坐标,为方便测量放样,我们需要将其转换成大地坐标,即测量坐标。
X XZH xcos ysin
Y YZH xsin ycos
式中:X、Y——墩、台中心测量坐标;
XZH、YZH——ZH点测量坐标;
——ZH所在交点连线方位角(由交点坐标计算而得)。
3.2 墩台支承垫石中心坐标计算 3.2.1 计算梁工作线坐标方位角
由墩两墩中心坐标据坐标反算公式容易算出梁工作线坐标方位角,此处不再
阐述。
3.2.2 计算横桥向支座垫石中心连线坐标方位角 前进方向左侧角: 左 AB 90 180 AB 90 前进方向右侧角: 右 AB 90 180 AB 90 式中: AB——墩台中心A、B连线方位角 3.2.3 计算支座垫石中心坐标 前进方向左侧支座: …… 此处隐藏:2186字,全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……
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