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铁路桥梁设计若干问题,铁路桥梁设计若干问题,1 现行铁路桥梁设计规范体系 2 现行铁路桥梁标准设计图库 3 铁路桥梁设计若干问题说明,一、现行铁路桥梁设计规范体系,一）、客货共线铁路桥涵设计规范 1、2005版铁路桥规：时速160/h及以下客货共线铁路桥涵设计规范铁建设2005108号文发布。适用于客货列车共线运行、旅客列车设计行车速度160/h及以下、货物列车设计行车速度120/h（转8A货车80/h）及以下的、级标准轨距铁路。本系列规范共5部分：基本规范、钢结构设计规范、混凝土和预应力混凝土结构设计规范、混凝土和砌体结构设计规范、地基和基础设计规范。,一、现行铁路桥梁设计规范体系一）、客货共线铁路桥涵设计规范,2、新建时速200公里客货共线铁路设计暂行规定 铁建设2005285号文发布。适用于新建客货列车共线运行、旅客列车设计行车时速200/h、货物列车设计行车时速120/h铁路。,一、现行铁路桥梁设计规范体系,二）、客运专线铁路设计暂行规定 1、新建时速200250公里客运专线 铁路设计暂行规定 铁建设2005140号文发布。2、新建时速300350公里客运专线铁路设计暂行规定 铁建设200747号文发布。,一、现行铁路桥梁设计规范体系,三）、其它有关规定（不同速度的铁路桥涵设计 均应遵守的规定）：1、铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定 铁建设2005157号文发布。2、新建铁路桥上无缝线路设计暂行规定 铁建设函2003205号文发布。3、铁路双层集装箱运输装载限界（暂行）200/h客货共线铁路双层集装箱运输建筑限 界（暂行）铁科技函2004157号文发布。4、铁路工程抗震设计规范（GB50111-2006）,二、现行铁路桥梁标准设计图库,1、时速200/h及以下客货共线铁路桥梁通用参考图 1）、01系列标准梁图道砟槽宽度3.9m，适用于客货列车共线运行、旅客列车设计行车速度160/h及以下、货物列车设计行车速度120/h（转8A货车80/h）及以下的地方铁路、专用线等标准轨距铁路。应根据养护管理模式及相邻铁路桥梁标准确定。其标准图：,二、现行铁路桥梁标准设计图库,专桥（01）2001：先张法预应力混凝 土梁，LP=8、10、12、16、20m；专桥（01）2051：后张法预应力混凝 土梁，LP=16、20、24、32m。,二、现行铁路桥梁标准设计图库,2）、通桥（2005）系列标准梁图适用于客货列车共线运行、旅客列车设计行车速度200、160/h及以下、货物列车设计行车速度120/h（转8A货车80/h）及以下的国铁、级标准轨距铁路。*通桥（2005）2101：时速160公里客货共线铁路预制后张法简支T梁，LP=16、20、24、32m；*通桥（2005）2201：时速200公里客货共线铁路预制后张法简支T梁，LP=16、20、24、32m。3）、各系列梁图配套支座标准图，避车台，防水设计图等。,二、现行铁路桥梁标准设计图库,2、时速350公里客运专线铁路无砟轨道桥梁通用参考图、调高盆式橡胶支座、桥面附属设施 结构形式有：*小跨度钢筋混凝土刚构连续梁 双线，正交，斜交，三跨、五跨 12+16+12m、16+20+16m、16+24+16m、18+24+18m、20+324+20m；,二、现行铁路桥梁标准设计图库,*中等跨度现浇预应力混凝土连续梁 双线，正交，三跨,40+56+40m、40+64+40m、48+80+48m、60+100+60m；*LP=16m，4片式后张法预应力混凝土简支T梁；*LP=20m、24m、32m后张法预应力混凝土简支箱梁，预制，现浇，有20m与24m、24m与32m梁等高设计，双线，线间距、直曲线、支点距离等有别；,二、现行铁路桥梁标准设计图库,*LP=24m、32m后张法预应力混凝土组合箱梁；*（23）24m、（23）32 m、240m现浇预应力混凝土连续梁。,二、现行铁路桥梁标准设计图库,3、时速350公里客运专线铁路有砟轨道桥梁通用参考图 结构形式有：*LP=24m、32m后张法预应力混凝土简支箱梁，双线，LP=24m梁与32m梁等高设计；*32+48+32m现浇预应力混凝土连续梁，双线。,二、现行铁路桥梁标准设计图库,4、时速250公里客运专线铁路有砟轨道桥梁 通用参考图 通桥（2005）2211：预制后张法预应力混凝土 简支箱梁，LP=20m、24m、32m，单线，有20m与24m、24m与32m梁等高设计；通桥（2005）2227：预制后张法预应力混凝土 组合箱梁，LP=24m、32m；（23）24m、（23）32m、240m 现浇预应力混凝土连续梁，双线。,二、现行铁路桥梁标准设计图库,中小跨度现浇、悬灌施工预应力混凝土连续梁，双线。主跨32小跨度现浇悬灌施工预应力混凝土连续梁，双线。主跨32100m，三跨；,二、现行铁路桥梁标准设计图库,*小跨度现浇钢筋混凝土刚构连续梁，双线。主跨16m24m，三跨、五跨；*LP=12m、16m，4片式后张法预应力混凝土简支T梁，双线；*主跨40m、48m、56m三跨、双线钢混连续结合梁；*LP=20m、24m、32m后张法预应力混凝土简支箱梁，双线，预制。其中有20m与24m等高、24m与32m等高设计；*LP=12m、16m后张法预应力混凝土组合T梁，双线，预制，6片式。,三、铁路桥梁设计若干问题说明,三、铁路桥梁设计若干问题说明,1、2005版基本规范条：关于“特殊结构及代表性桥梁应进行车桥耦合动力响应综合分析，”的规定。*是对时速160公里、200公里客货共线铁路（旅客列车运行速度160公里、200公里，货物列车运行速度120公里）及客运专线铁路特殊结构及代表性桥梁设计的要求。*部颁标准梁设计时已进行了相应计算、测试，使用时可不再另行计算。但客运专线个别高墩桥梁仍须计算。*本项分析旨在保证桥梁结构具有足够的运行安全性与平稳性（舒适性）。,三、铁路桥梁设计若干问题说明,*评定依据：铁道机车动力学性能试验鉴定方法及评定标准（TB/T2360-93）、铁道车辆动力学性能评定和试验鉴定规范（GB5599-85）。*客车及动车组的主要技术性能是它的运行平稳性及运行安全性。铁道车辆动力学性能评定和试验鉴定规范GB5599-85）规定的主要性能指标：,三、铁路桥梁设计若干问题说明,脱轨系数：Q/P0.8，轮重减载率：P/P0.65；平稳性指标（Sperling指标）：优良2.5,良好2.52.75,合格2.753.0。*货车的主要技术性能是它的运行安全性及运营平稳性。铁道车辆动力学性能评定和试验鉴定规范（GB 5599-85）规定的主要性能指标：平稳性指标：优良3.5,良好3.54.0,合格4.04.25；,三、铁路桥梁设计若干问题说明,脱轨系数：第二限度Q/P1.0，第一限度Q/P1.2;轮重减载率：第二限度P/P0.6，第一限度P/P0.65；,三、铁路桥梁设计若干问题说明,*铁道机车动力学性能试验鉴定方法及评定标准（TB/T2360-93）给出的机车安全性及平稳性指标：横向力作用持续时间大于0.05秒时：脱轨系数：Q/P0.8，轮重减载率：Q/P0.65；横向力作用持续时间介于0.015秒0.05秒时：脱轨系数：Q/P0.04/t，轮重减载率：P/P0.8。,三、铁路桥梁设计若干问题说明,*影响动力性能的因素：地质条件，桥梁结构形式及其刚度 机车、车辆类型，编组方式，运行速度 轨道状况：以轨道谱描述。一般采用：美国5级、或6级谱；秦沈线实测轨道不平顺数据;德国低干扰轨道谱。*计算分析方法：专用软件。,三、铁路桥梁设计若干问题说明,*对连续刚构、连续梁桥，业界还同时采用“关于南昆线四座大桥横向刚度的补充技术要求”规定的自振频率、水平挠跨比的要求作为评定参考：结构体系第一阶自振周期T10.011L0（秒）且T11.70秒。其中，L0结构的联长，以米计；跨中水平挠度与跨度之比f/L1/4000。,三、铁路桥梁设计若干问题说明,2、2005版基本规范条：关于道路下穿铁路立交净空及限界防护架设置的规定。*条文：道路在铁路下面通过的立交桥，其建筑限界应符合国家现行有关标准和规范，并设置限高标志。当通过机动车辆且桥下净空不足5m时，应有充分技术经济依据，并设置限界防护架。铁路桥梁限高防护架设计图：专桥设（05）8184-25（净高4.m以下）；专桥设（05）8184-5（净高4.mm）。,三、铁路桥梁设计若干问题说明,净高大于m的道路立交是否设限界防护架，规范无规定，可根据需要设置。*铁路线路设计规范（GB 500902006）条：通行机动车的道路下穿铁路桥梁、涵洞时，铁路桥跨布置应满足相应道路对停车视距的有关要求，并应按国家有关规定设置车辆通过限高标志及限高防护架。,三、铁路桥梁设计若干问题说明,、关于桥上线路纵断面：*铁路线路设计规范（GB 500902006）条之2 下列地段不得设置竖曲线；当路段设计速度大于120/h时，不得设置变坡点：2）明桥面上；*铁路线路设计规范（GB 500902006）条：涵洞和道砟桥面桥可位于任何纵断面坡道上。明桥面桥宜设在平道上，如将跨度大于40m或桥长大于100m的明桥面桥设在大于4的坡道上，应有充分的技术经济依据。,三、铁路桥梁设计若干问题说明,*2005版基本规范条：明桥面的桥宜设在平坡上，跨度大于40m或桥长大于100m的明桥面的桥不宜设在大于4的坡道上。确有困难，应有充分的技术经济论证，但不得大于12。竖曲线和缓和曲线不应设在明桥面上。,三、铁路桥梁设计若干问题说明,*2005版基本规范条关于简直梁固定支座布置规定：简直梁固定支座布置应优先满足坡道上的要求。除特殊设计外，不得将顺线路方向相邻两孔的固定支座安设在同一桥墩上。桥上凹形线路纵断面：确有必要？桥墩标准设计时，纵向水平力规定（2005版基本规范条）。如采用桥上凹形线路纵断面，其中的一个桥墩须特殊设计，方可将顺线路方向相邻两孔的固定支座安设在同一个桥墩上。,三、铁路桥梁设计若干问题说明,4、关于桥上线路平面：*铁路线路设计规范（GB 500902006）条：特大桥、大桥宜设在直线上。困难条件下必须曲线上时，宜采用较大的曲线半径。明桥面桥不应设在反向曲线上，也不宜设在缓和曲线上。跨度大于40m或桥长大于100m的明桥面的桥设在半径小于1000m的曲线上时，应有充分的技术经济依据。,三、铁路桥梁设计若干问题说明,*2005版基本规范条：大中桥宜设在直线上。困难条件必须设在曲线上时，慎用最小曲线半径。跨度大于40m或桥长大于100m的明桥面桥，宜设在半径大于1000m的曲线上。桥上应避免采用反向曲线。*桥上曲线半径：所用梁图要求，行车速度。,三、铁路桥梁设计若干问题说明,5、2005版地基和基础设计规范条：关于关于明挖基础构造的规定。2005版地基和基础设计规范条：关于关于桩基础承台构造的规定。*系从受力及刚度角度考虑提出的要求。*厚度：不小于2倍桩径。承台底面处桩顶外缘位于自承台顶面处墩台身外缘向下按45角扩散的范围内。,三、铁路桥梁设计若干问题说明,*承台底部设水平钢筋网，两个方向1m宽度15002000 m。客运专线铁路桥梁承台配筋另有规定（铁运函2006338号关于发布客运专线铁路加强抗震设计技术要求的通知）六面配钢筋，墩身竖向钢筋深入承台应有足够的锚固长度，并与承台顶面钢筋连接；有条件时可与承台底面钢筋连接。,三、铁路桥梁设计若干问题说明,6、2005版混凝土和砌体结构设计规范条：关于混凝土和砌体材料适用范围的规定。片石砌体和块石砌体均不能用于桥梁墩台及基础；片石砌体也不能用于涵洞的边墙、端墙及基础，但可用于涵洞的翼墙及其基础。条附表下的注：整体浇筑的混凝土，除拱圈外，墩台身、基础及沉井填心等截面尺寸较大的部位，均可掺片石。但对掺加数量及石料强度有要求。,三、铁路桥梁设计若干问题说明,7、新建时速200公里客运专线铁路设计暂行规定*条：特大桥、大桥及大跨度桥梁宜设计在直线上。困难条件下必须设在曲线上时，宜采用较大的曲线半径和常用的缓和曲线长度。*条：竖曲线设计i1，R15000m。*条：钢结构桥桥面系不宜采用明桥面。*条：涵顶至轨底高度不宜小于1.2m（客运专线涵顶至轨底高度不宜小于1.5m）。,三、铁路桥梁设计若干问题说明,8、新建铁路桥上无缝线路设计暂行规定*条 等跨混凝土简支梁桥位于无缝线路固定区，且相邻桥墩纵向水平线刚度差小于较小墩的50%时，伸缩力按取值。伸缩力与桥梁跨度、桥墩线刚度、轨道结构（有砟、无砟、钢轨重量）有关。,三、铁路桥梁设计若干问题说明,*条 等跨混凝土简支T梁或箱梁桥位于无缝线路固定区，且相邻桥墩纵向水平线刚度差小于较小墩的50%时，其挠曲力按取值。挠曲力与梁型（T梁、箱梁）、桥梁跨度、桥墩线刚度、轨道结构（有砟、无砟、钢轨重量）、活载类型（中活载或ZK活载）有关。,三、铁路桥梁设计若干问题说明,*关于连续梁等特殊结构桥梁无缝线路纵向力的问题：新建铁路桥上无缝线路设计暂行规定并未规定连续梁等特殊结构的桥墩刚度，也未给出特殊结构桥梁的无缝线路纵向力，因此必须特别设计及计算。桥墩刚度由受力、变形要求、动力性能或外观协调性决定。特殊结构桥梁的无缝线路纵向力与桥上无缝线路设计关系密切，应专门研究确定。,三、铁路桥梁设计若干问题说明,9、铁建设函2006246号，关于印发客运安线铁路用地宽度暂行规定第8条.桥梁用地宽度（不含绿色通道）：（1）一般结构桥梁范围内的用地宽度为桥下设检查通道一侧距线路中心线为7.2m，另一侧距线路中心线为5.8m。（2）特殊结构的大跨度桥梁用地宽度应根据基础类型计算确定。,三、铁路桥梁设计若干问题说明,10、铁建设函2006464号，关于做好客运专线铁路基桩检测工作的通知：二、客运专线铁路混凝土灌注桩桩身质量检测的组织实施，。混凝土灌注桩桩身质量检测方案及费用，由设计单位在工程设计中明确，按新的概（预）算编制办法列入建设项目管理费项下，经建设单位审查后，报主管部门审批。,三、铁路桥梁设计若干问题说明,11、铁路路基设计规范（TB 100012005）条增加以下内容（铁建设2007104号，2007年5月17日）：、级铁路通过耕地和林地时，路堤高度不宜超过8m。,三、铁路桥梁设计若干问题说明,12、关于连续梁桥墩水平力分配连续梁桥墩纵向水平力（制动力或牵引力，温度力）系按各墩抗推刚度进行分配。但应注意纵向活动支座传递的水平力最大为支座摩阻力，多余水平力在其它桥墩上继续分配，直至全部水平力分配完成。为安全计，一般还限定固定支座承受水平力最小值。,三、铁路桥梁设计若干问题说明,13、关于挖井基础型式选用、设计、施工，偏心检算时不计側向抗力、应力检算时不计側壁摩阻力的问题*挖井基础属桩基础的特殊形式，通常称刚性桩。其设计按地基和基础设计规范“附录D03 2 特殊情况”规定执行。不必进行基础本身强度验算，也不必配钢筋。*挖井基础截面一般采用圆形或圆端形，较少采用矩形，这是从施工角度考虑的。,三、铁路桥梁设计若干问题说明,*挖井基础一般适用开挖深度15m，无或少量地下水（并可抽干实现无水开挖），地层稳定，无有害气体的情况。*施工方法：基顶以下部位按设计的挖井尺寸垂直开挖，满坑灌注混凝土（须震捣）。垂直开挖范围内，土质地层、全风化及中风化地层部位应设钢筋混凝土护壁，并于设计说明中提出明确要求。开挖范围应包括护壁，基础检算则不包括护壁。基顶以上部位可放坡或垂直开挖。,三、铁路桥梁设计若干问题说明,*挖井基础设计并无偏心检算不计側向抗力、应力检算不计側壁摩阻力的规定或做法。铁一院1990年规定，偏心计算不计井壁摩阻力、基底应力计算计入井壁摩阻力。这是考虑到基础偏心达到一定程度后，基础受拉一侧井壁摩阻力方向与另一侧相反，可部分互相抵消，故简化考虑不予计入；而基底应力计算则计入井壁摩阻力。经数十年运营考验，按此规定设计的挖井基础未出现任何问题。任何项目的检算均应计入基础側向抗力。,三、铁路桥梁设计若干问题说明,14、关于墩台基础工后沉降量与支座沉降量的关系问题,三、铁路桥梁设计若干问题说明,15、长大货物列车限速通过检算的问题*基本规范条明确了长大货物列车限速通过检算要求。这是考虑到重点建设项目中的大型电机、变压器、轧钢机、反应器等重型超限大件运输需求不断提高，长大货物车辆运行次数逐渐增多而提出的。*荷载图式：间距7.0m的两组长各25m、集度150kN/m的匀布荷载。系采用欧洲铁路联盟推荐的SW/2重车荷载图式。,三、铁路桥梁设计若干问题说明,*桥梁检算规定：铁路桥梁检定规范（1）V60km/h时，动力系数可折减；（2）长大货物列车作为临时特殊荷载。*长大货物列车桥梁检算要求（1）钢梁可不做疲劳检算；（2）预应力混凝土梁：全预应力混凝土构件，Kf1.1；不允许出现拉应力的构件，ct0.6fct；允许出现拉应力但不允许开裂的构件，ctfct；,三、铁路桥梁设计若干问题说明,允许开裂的构件，特征裂缝宽度 0.15mm。（3）墩台、基础：可按中活载中的特殊荷载检算。（4）钢梁检算容许应力可提高20%。,三、铁路桥梁设计若干问题说明,16、关于轨道衡及其设计的问题,三、铁路桥梁设计若干问题说明,17、埋式桥台设计 台身宽度3m，矩形截面，结构简单，台身圬工较省。标准图台身填土高度8m20m，适应16m及以上跨度，一般适用于地面坡度较缓、填土较高的地形，可显著缩短桥长，经技术、经济比较后选用。缺点是锥体护坡土方及铺砌数量很大，有水河流挤压河道，沉陷量大，养护困难。现已很少采用。,