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摘要：针对小半径曲线范围铁路桥梁设计而言，其构造要求和受力上在一定程度上都要比常规的桥梁的上部结构和墩台的设计复杂。所以本文主要针对小半径曲线范围铁路桥梁在设计过程布置设计等进行论述，从而能够让相关的设计人员熟悉以及了解小半径曲线铁路桥梁的相关布设内容，希望能够给与同行业人员提供一定价值的参考。
关键词：小半径；曲线范围；铁路桥梁；设计分析
引言
在一些车站以及枢纽站线，由于在一定程度上受到地形限制或者是拆迁成本等的制约，线路需要设置相对较小的曲线半径。对于小半径曲线的桥梁设计要考虑桥梁上部结构和下部结构的设计，小以及对梁缝进行合理的控制和设计。一般情况下需要进行特殊设计，这样做的目的不仅能满足铁路自身的正常运营，同时还能够满足其养护需要。如果在设计的过程中存在着不合理问题，例如：无法进行架梁或者是梁体倾覆等一系列比较重大的事故，这就需要我们对小半径曲线范围内的桥梁设计进行较为系统的认识以及了解，只有这样才能够让桥梁在设计的过程中不仅具有合理性、安全性，同时也具有科学性。
一、单线桥梁在曲线上的布置原则
1、梁的布置：为了使梁上受力接近均衡，曲线上桥梁的中心线（梁的中心线）一般均采用平分中失（f）法或切线法布置（图1-1），视其跨度及所在曲线半径来确定。
梁与梁间及梁与台间内侧道碴槽最外边缘的最小空隙即梁缝，当跨度L≤16m时为6cm；当跨度L≥20m时为10cm；不等跨时采用10cm，当不等跨均小于16m时，采用6cm。
在坡道上的梁应考虑坡道布置对空隙的影响；大跨度梁尚应考虑预留拱度和荷载（恒载、远期活载、冲击力等）引起梁的伸缩。
在曲线上的梁布置办法采用f1=f/2～0之间的任何数值时，不需要检算梁的强度。如采用0>f1>f/2，则必须根据其相应的超载系数，验算内外梁的强度。在不等跨梁的配合中，比较合理的曲线布置，按大跨梁要求来确定偏距E值。对于跨度L≤16m的梁，一般中失很小，如按小跨的要求确定E值，则大跨梁的中失稍大于f/2，而超载系数增加有限，不必验算梁的强度。对于跨度L≥20m的梁，如大跨按平分中失布置，而小跨相应的f1在0～f/2之间时，也不要验算；如大跨必须按切线布置，则小跨梁的f1<0，必须进行强度验算。
2、墩中心的位置：等跨时，墩中心位于两相邻梁跨中心线的交点上，桥墩横向中心线为相邻两跨中心线交角的平分线（在圆曲线上该线与曲线半径半径方向一致，在缓和曲线上该线与曲线半径半径方向有一偏角）；不等跨时，两相邻梁跨中心线的交点与桥墩中心从理论上分析应有一偏距，但为了施工方便，桥墩横向中心线，可采用相临两梁跨中心线交角的平分线。
在同一桥墩上两孔梁梁端之偏距应相等，如果不等跨时，则采用大跨之E值。当跨度L≤16m时，采用小跨之E值。
3、桥台的布置：常用的有两种方法：
（1）直线布置：当台尾线路偏离台中心线距离小于等于10m时，采用直线布置。
（2）折线布置：当台尾线路偏离台中心线距离大于10m时，桥台中心线应按折现布置。桥台与梁间之偏距E值，不论其跨度大小均按梁的要求确定，当E值大于10m时，一律采用10m。台尾中心亦可置于线路中心线上（E=0），如因此而使台尾产生负角时，则台尾中心可按台前的E值设置。
4、缓和曲线上梁的布置：桥梁跨越直缓点（ZH）时，直线段采用偏距E=0，缓和曲线端采用邻跨的偏距E值；若直线段甚长时，可将整孔置于直线上，邻跨梁端的偏距E以本跨为准。桥梁跨越缓圆点（HY）时，则其两端之偏距E值不等，一端以缓和曲线中失公式计算，另一端以圆曲线中失公式计算。
5、曲线桥桥墩顶帽的布置：曲线桥梁的顶帽常采用与直线上的梁相同的外形以简化设计和制造。但为了适应曲线的线路，各孔梁常布置成折线，这就使相邻两孔梁之间的缝隙内窄外宽（其内侧梁缝最小值要求与直线桥相同），梁的端部和梁墩横向中心线不平行，平面上梁端支座斜交放在支承垫石上。因此曲线上的桥墩的垫石平面形状可做成梯形，但为了便于施工，实际上仍将垫石按曲线布置要求适当加宽加长而做成矩形。支座中心和锚栓位置则要根据曲线桥的实际布置另行计算确定。
二.曲线桥梁关于梁缝的处理
对于简支梁曲线布置的影响，简支梁梁端能够在一定程度上形成内侧小，外侧大的梁缝。以简支T梁为例，假定单线梁宽为4.9米，内侧梁缝主要为10厘米，进一步按照平分中矢法进行相应的布置，在不同半径条件下，梁端外侧梁缝宽度会相应增大，对于较大的梁缝，如果不对其给予特殊的处理，常规伸缩缝就不能满足梁端构造和受力要求。
保证内侧梁缝在10cm的情况下，外侧梁缝超过30cm时，可参考下述方法处理：
（1）用特别设计的防水铁盖板铺设，虽用钢料较多，但施工简单，通常采用此法。
（2）当梁端间之最大梁缝大于30cm，小于60cm时，可在梁端设置角钢或角钢支架。
（3）当梁端空缝距离大于60cm时，可在墩顶设置带有道碴槽的稧形柱块。
总结：通过上述论述可知，小半径曲线范围铁路桥梁设计相对来说较繁琐，所以在进行勘察设计时，桥梁设计需对小半径曲线进行有效的避免，或者线路最大程度上要考虑以路基形式通过。如小半径曲线段确需使用桥梁的通过时，桥梁孔跨应该优先使用小跨度梁，并做好梁缝的控制及相应的特殊处理。
参考文献：
[1]铁道部第三勘察设计院.桥梁设计通用资料.中国铁道出版社.1994.北京
[2]铁道部第三勘察设计院.铁路桥涵设计基本规范.中国人民共和国铁道部.2006.北京
[3]王慧东.桥梁墩台与基础工程.中国铁道出版社.2007.北京
[4]曾敏.小半径曲线梁桥地震响应分析及减隔震研究[D].中南大学，2009.13（08）：145-147
[5]何翔.小半径曲线桥梁的梯度温度效应研究[D].合肥工业大学，2012.14（08）：156-159
摘要：针对小半径曲线范围铁路桥梁设计而言，其构造要求和受力上在一定程度上都要比常规的桥梁的上部结构和墩台的设计复杂。所以本文主要针对小半径曲线范围铁路桥梁在设计过程布置设计等进行论述，从而能够让相关的设计人员熟悉以及了解小半径曲线铁路桥梁的相关布设内容，希望能够给与同行业人员提供一定价值的参考。
关键词：小半径；曲线范围；铁路桥梁；设计分析
引言
在一些车站以及枢纽站线，由于在一定程度上受到地形限制或者是拆迁成本等的制约，线路需要设置相对较小的曲线半径。对于小半径曲线的桥梁设计要考虑桥梁上部结构和下部结构的设计，小以及对梁缝进行合理的控制和设计。一般情况下需要进行特殊设计，这样做的目的不仅能满足铁路自身的正常运营，同时还能够满足其养护需要。如果在设计的过程中存在着不合理问题，例如：无法进行架梁或者是梁体倾覆等一系列比较重大的事故，这就需要我们对小半径曲线范围内的桥梁设计进行较为系统的认识以及了解，只有这样才能够让桥梁在设计的过程中不仅具有合理性、安全性，同时也具有科学性。
一、单线桥梁在曲线上的布置原则
1、梁的布置：为了使梁上受力接近均衡，曲线上桥梁的中心线（梁的中心线）一般均采用平分中失（f）法或切线法布置（图1-1），视其跨度及所在曲线半径来确定。
梁与梁间及梁与台间内侧道碴槽最外边缘的最小空隙即梁缝，当跨度L≤16m时为6cm；当跨度L≥20m时为10cm；不等跨时采用10cm，当不等跨均小于16m时，采用6cm。
在坡道上的梁应考虑坡道布置对空隙的影响；大跨度梁尚应考虑预留拱度和荷载（恒载、远期活载、冲击力等）引起梁的伸缩。
在曲线上的梁布置办法采用f1=f/2～0之间的任何数值时，不需要检算梁的强度。如采用0>f1>f/2，则必须根据其相应的超载系数，验算内外梁的强度。在不等跨梁的配合中，比较合理的曲线布置，按大跨梁要求来确定偏距E值。对于跨度L≤16m的梁，一般中失很小，如按小跨的要求确定E值，则大跨梁的中失稍大于f/2，而超载系数增加有限，不必验算梁的强度。对于跨度L≥20m的梁，如大跨按平分中失布置，而小跨相应的f1在0～f/2之间时，也不要验算；如大跨必须按切线布置，则小跨梁的f1<0，必须进行强度验算。
2、墩中心的位置：等跨时，墩中心位于两相邻梁跨中心线的交点上，桥墩横向中心线为相邻两跨中心线交角的平分线（在圆曲线上该线与曲线半径半径方向一致，在缓和曲线上该线与曲线半径半径方向有一偏角）；不等跨时，两相邻梁跨中心线的交点与桥墩中心从理论上分析应有一偏距，但为了施工方便，桥墩横向中心线，可采用相临两梁跨中心线交角的平分线。
在同一桥墩上两孔梁梁端之偏距应相等，如果不等跨时，则采用大跨之E值。当跨度L≤16m时，采用小跨之E值。
3、桥台的布置：常用的有两种方法：
（1）直线布置：当台尾线路偏离台中心线距离小于等于10m时，采用直线布置。
（2）折线布置：当台尾线路偏离台中心线距离大于10m时，桥台中心线应按折现布置。桥台与梁间之偏距E值，不论其跨度大小均按梁的要求确定，当E值大于10m时，一律采用10m。台尾中心亦可置于线路中心线上（E=0），如因此而使台尾产生负角时，则台尾中心可按台前的E值设置。
4、缓和曲线上梁的布置：桥梁跨越直缓点（ZH）时，直线段采用偏距E=0，缓和曲线端采用邻跨的偏距E值；若直线段甚长时，可将整孔置于直线上，邻跨梁端的偏距E以本跨为准。桥梁跨越缓圆点（HY）时，则其两端之偏距E值不等，一端以缓和曲线中失公式计算，另一端以圆曲线中失公式计算。
5、曲线桥桥墩顶帽的布置：曲线桥梁的顶帽常采用与直线上的梁相同的外形以简化设计和制造。但为了适应曲线的线路，各孔梁常布置成折线，这就使相邻两孔梁之间的缝隙内窄外宽（其内侧梁缝最小值要求与直线桥相同），梁的端部和梁墩横向中心线不平行，平面上梁端支座斜交放在支承垫石上。因此曲线上的桥墩的垫石平面形状可做成梯形，但为了便于施工，实际上仍将垫石按曲线布置要求适当加宽加长而做成矩形。支座中心和锚栓位置则要根据曲线桥的实际布置另行计算确定。
二.曲线桥梁关于梁缝的处理
对于简支梁曲线布置的影响，简支梁梁端能够在一定程度上形成内侧小，外侧大的梁缝。以简支T梁为例，假定单线梁宽为4.9米，内侧梁缝主要为10厘米，进一步按照平分中矢法进行相应的布置，在不同半径条件下，梁端外侧梁缝宽度会相应增大，对于较大的梁缝，如果不对其给予特殊的处理，常规伸缩缝就不能满足梁端构造和受力要求。
保证内侧梁缝在10cm的情况下，外侧梁缝超过30cm时，可参考下述方法处理：
（1）用特别设计的防水铁盖板铺设，虽用钢料较多，但施工简单，通常采用此法。
（2）当梁端间之最大梁缝大于30cm，小于60cm时，可在梁端设置角钢或角钢支架。
（3）当梁端空缝距离大于60cm时，可在墩顶设置带有道碴槽的稧形柱块。
总结：通过上述论述可知，小半径曲线范围铁路桥梁设计相对来说较繁琐，所以在进行勘察设计时，桥梁设计需对小半径曲线进行有效的避免，或者线路最大程度上要考虑以路基形式通过。如小半径曲线段确需使用桥梁的通过时，桥梁孔跨应该优先使用小跨度梁，并做好梁缝的控制及相应的特殊处理。
参考文献：
[1]铁道部第三勘察设计院.桥梁设计通用资料.中国铁道出版社.1994.北京
[2]铁道部第三勘察设计院.铁路桥涵设计基本规范.中国人民共和国铁道部.2006.北京
[3]王慧东.桥梁墩台与基础工程.中国铁道出版社.2007.北京
[4]曾敏.小半径曲线梁桥地震响应分析及减隔震研究[D].中南大学，2009.13（08）：145-147
[5]何翔.小半径曲线桥梁的梯度温度效应研究[D].合肥工业大学，2012.14（08）：156-159