线桥偏心拨道整治方法探讨

俞友强 中国铁路上海局集团有限公司金温铁路有限责任公司

1 问题及现状

既有金温货线为单线铁路，线路允许速度小于120 km/h，全长225.032 km，共有桥梁130座，除1座钢梁桥外，其余129座均为污工桥。检测发现共有26座桥梁（均为污工梁）存在线路偏心问题，最大偏心值达102 mm，位于K236+866处的112号牛山桥。

《普速铁路工务安全规则》规定，线路允许速度小于120 km/h时，线路中心与污工梁中心的偏差不应大于70 mm，超出该容许范围，会造成墩台间两片梁体受力不均，对梁体的安全承载造成严重影响，给行车安全带来安全隐患。因此需及时查明偏心原因，并开展偏心整治。

2 线桥偏心原因分析

造成线桥偏心的原因一般可以归结为设计、施工、养护三个方面：

（1）设计方面。受铺设条件的限制，线路线形设计时曲线半径设计偏小，线路开通运营后列车通过产生的横向力加大，造成曲线上股横移。这是曲线桥梁上线桥偏心总是偏向曲线上股的直接原因。

（2）施工方面。施工时，对线、桥中心控制不严，导致架梁时的梁体中心线偏差以及铺设线路时线路中心线偏差，两者叠加造成线桥中心偏差超限。施工误差超限是造成线桥偏心的重要原因。

（3）养护方面。线路工区日常拨道时，一般采用简易法，仅凭经验拨道，未考虑实际线桥偏心量，致使线桥偏心值超限。

3 现场概况及整治方案

3.1 设备台账资料

112号牛山桥K236+745.2～K236+986.8 m，桥中心里程K236+866，长度241.6 m；金温货线K236+726.77 m～K236+865.65 m，曲线全长138.88 m，左向曲线R=400 m，转向角12°43′55.2"，缓和曲线长50 m，超高100 mm。

3.2 现场调查资料

为准确掌握曲线正矢各测点处线桥偏心数据，测量桥梁偏心各测点与曲线上股正矢测点一致，由于该曲线为左向曲线，“+”号表示桥梁中心偏向右股（即上股），曲线需下压；反之“-”号表示桥梁中心偏向左股（即下股），曲线需向上挑；线路、路桥专业现场调查情况见表1。

表1 曲线正矢各测点处线桥偏心检测值

从表1可知，线桥偏心超限主要集中在圆曲线及附近，最大值位于6#点达102 mm，超容许偏心值32 mm。

3.3 整治方案

根据实际情况，存在两种整治方案：

（1）桥梁和线路结合整治。即首先调整梁位置，把各片梁体的外侧超高调整相同，使每片梁的倾斜角度都相同，然后再拨正桥上线路，使桥上各点都不超限。

（2）只拨正线路，不考虑梁的位置。即通过计算拨正曲线，使桥上各点的偏心不超限。一般情况下，如果控制梁端和跨中点的偏心不超限，则梁上任意测点的偏心都不会超限，反之，如果桥上各测点的偏心都不超限，则梁端和跨中的偏心也不会超限。

考虑到第一种方案实施难度较大，需要多次封锁线路，且封锁时间较长，对行车干扰很大；而第二种方案工作量较小，只需一次封锁，对行车干扰小，因此按照第二种方案实施。

4 现场整治

4.1 拨道量计算

由表1可知，缓和曲线正矢第2#、6#、14#点正矢差最大为4 mm，圆曲线正矢第8#点正矢差最大为5 mm，该曲线正矢达到作业验收容许偏差管理值标准。微调个别点的拨道量（如2#下压4 mm）减少相邻点正矢差之差，相邻点曲线顺接更圆顺，起不到整治线桥偏心效果作用。

按既有曲线半径、缓和曲线长度不变的情况，各测点绳正法曲线拨道计算值见表2。

表2 各测点绳正法曲线拨道计算值

从表2中计算全拨量可以看出，除第2#下压2 mm外，其余均为上挑，势必增加线桥偏心，因此若不改变既有曲线状态，无法解决偏心问题。

4.2 拨道量优化

（1）内移量计算

式中：

Li——计算点至曲线头的距离

L0——缓和曲线长度

δ=P——内移量

R——曲线半径

从上述公式可知，曲线内移量（下压）与曲线半径、缓和曲线长度之间的关系，整治线桥向上股偏心问题，必须增加曲线内移量。

（2）曲线半径、缓和曲线长度比选

①缓和曲线长度不变，曲线半径减小

既有曲线R=400 m，L缓=50 m，圆曲线部分内移量p=L2/24R=502/(24×400)=260.4 mm。

当R=350 m，L缓=50 m，圆曲线部分内移量p=L2/24R=502/(24×350)=297.6 mm。若曲线半径调整至350 m时，内移量理论上增加297.6-260.4=37.2 mm，则圆曲线长度为：L圆=Rɑ-L缓=350×12°43′55.2"×Π/180°-50=27.77.66m＞25 m，符合普速铁路线路修理规则第3.1.5条的特殊困难地段不应短于25 m的规定。

当R=300 m，L缓=50 m，圆曲线部分内移量p=L2/24R=502/(24×300)=347.2 mm。虽然内移量理论上增加347.2-260.4=86.8 mm，还是达不到预期。则圆曲线长度为：L圆=Rɑ-L缓=300×12°43′55.2"×Π/180°-50=16.66m＜25 m，不符合修规要求。

由此可见，单一调整曲线半径还是无法整治偏心问题。

②曲线半径不变，缓和曲线长度增长

当R=400 m，L缓=60 m时，圆曲线部分内移量p=L2/24R=602/(24×400)=375 mm。曲线下压量p=375-260.4=114.58 mm，曲 线 全 长L=Rɑ+L缓=400×12°43′55.2"×Π/180°+60=148.88 m，圆曲线长度L圆=148.88-120=28.88 m＞25 m，符合修规要求。

当R=400 m，L缓=70 m时，圆曲线部分内移量p=L2/24R=702/(24x400)=510.4 mm。曲线下压量p=510.4-260.4=250 mm，下压量过大，造成桥梁中心偏心下股。曲线全长L=Rɑ+L缓=400×12°43′55.2"×Π/180°+70=158.88 m，圆曲线长度L圆=158.88-140=18.88 m＜25 m，不符合修规要求。

通过上述两种思路四种方案计算，可知仅“R=350 m，L缓=50 m”和“R=400 m，L缓=60 m”两种方案符合修规技术要求，且“R=400 m，L缓=60 m”方案明显优于第一种，主要表现在下压量、曲线半径、缓和曲线长度（超高变化率）等方面。因此采用既有曲线半径R=400 m不变的情况下，将缓和曲线长度由50 m调整至60 m，曲线头尾往两侧直线延长5 m，即K236+721.77 m～K236+870.65 m，曲线全长148.88 m。

4.3 曲线计划正矢计算

缓和曲线始点附近测点正矢计算，如图1所示。

图1 缓和曲线始点附近测点

缓和曲线终点附近测点正矢计算，如图2所示。

图2 缓和曲线终点附近测点

为准确掌握既有测点拨动量及拨道后偏心变化情况，保持既有测点位置不变，根据上述公式计算调整后曲线的计划正矢，拨道后线桥偏心值见表3。

表3 拨道后线桥偏心计算值

根据计算拨道量和现场实际情况进行线路拨道，最大拨道量为-72 mm，拨道起止点为K236+721.77-K236+870.65 m，全长148.88 m，将计算数据再次核对确认，主要包括拨道的起止点、拨道方向、曲线五大要素，对应正矢点限界，在测点位置标注拨道量及拨道方向。

4.4 整治实施

现场拨道过程中的注意事项，包括：

（1）施工前对相关轨旁设备限界进行测量，特别要注意拨动方向一侧的设备限界情况。

（2）无缝线路区段，应符合锁定轨温要求。

（3）电气化区段还应有接触网工区派人配合实施。

（4）设置拨道观测桩，调查标注好各桩与测点间的距离与拨道量。

（5）当拨道量大于30 mm时，应扒开枕头道砟，大于50 mm时，要搬掉盒内道砟至枕底平（需同步起道时无须搬），拨道后回填道砟，并将枕端道砟拉整夯实。

（6）拨好后要对高低和水平全面检查一遍，超限处所要立即消除，几何尺寸到达放行列车条件后方可开通。

（7）有缝线路地段，连续向同一侧拨道且拨道量大，应事先松开接头螺栓；拨道时回弹量大时应拧松一股扣件。

（8）缓和曲线顺坡率及水平变化率，夹直线长度应符合规定。

（9）夹直线及圆曲线长度不得小于规定要求。

5 结论

经认真复核现场调查数据，通过调整曲线半径或缓和曲线长度，可以达到预期目的。由于梁的平面位置仍然存在偏差，采用拨道整治线桥偏心病害时不排除整正后有个别点偏心接近超限或少量超限，但不会影响桥梁的整体稳定。

从工作量大小、施工效率及施工对运输影响程度等方面考量，推荐先考虑拨正线路整治线桥偏心问题。