城市轨道交通桥梁设计规范征求意见稿

来源:税务师 发布时间:2020-10-20 点击:

 UDC

 中华人民共和国国家标准

 GB P

 GBXXXXX-XXXX

 城市轨道交通桥梁设计规范

  (征求意见稿)

 XXXX-XX-XX 发布

 XXXX-XX-XX 实施

  联合发布

 中 华 人 民 共 和 国 国 家 质 量 监 督 检 验 检 疫 总 局

 国 中 华 人 民 共 和 国 乡 住 房 和 城 乡 建 设 部

  中华人民共和国国家标准

 城市轨道交通桥梁设计规范

 GBXXXXX-XXXX 主编部门:重庆市建设委员会

 批准部门:中华人民共和国住 房和城乡建设部 实施日期:XXXX 年 年 XX 月 月 XX 日

  XXXX 出版社 0000 北京

  编制说明 本规范是根据中华人民共和国建设部建标[2011]17 号文:《关于印发 2011 年工程建设标准规范制定、修编计划的通知》的要求,由主编单位重庆市轨道交通(集团)有限公司会同各参编单位共同制订。

 《城市轨道交通桥梁设计规范》是我国首次编制的城市轨道交通桥梁方面的规范,共 9 章,3 个附录,主要内容除包括城市轨道交通桥梁布置、设计荷载、基本设计规定、结构设计、耐久性设计及检测养护等内容外,还专门编制了轨道交通的相关专业和桥梁景观对桥梁设计的要求。

 在编制过程中,规范编制组全体编制人员在深入总结和分析我国城市轨道交通桥梁建设经验及相关科研成果的基础上,广泛调查研究国外城市轨道交通桥梁建设技术与经验并参考海外相关技术文献,经多次反复论证和修订,于 2013 年7 月完成了本规范的征求意见稿。为确保国家标准的水平和质量,根据本规范国家主管部门的布署,要在全国广泛征求各相关方面的意见和建议,诚请各相关方面给予大力支持,并希望于 2013 年 10 月 20 日前将意见和建议反馈给重庆市轨道交通(集团)有限公司《城市轨道交通桥梁设计规范》编制组。

 地址:重庆市渝中区长江支路 25 号

  邮编:400042

  传真:023-63358801 电子邮箱:js@cqmetro.cn

  《城市轨道交通桥梁设计规范》编制组 2013 年 8 月 12 日

 主编单位:重庆市轨道交通(集团)有限公司 参编单位:重庆市轨道交通设计研究院有限责任公司 中铁第一勘察设计院集团有限责任公司 北京城建设计研究总院 林同棪国际工程咨询(中国)有限公司 西南交通大学 中铁上海设计院集团有限公司 广州地铁设计研究院

 I

 目 目

 次 1

 总

 则 ............................................................................................................................. 1

 2

 术

 语 ............................................................................................................................. 2

 3

 桥

 梁

 布

 置 ....................................................................................................................... 4

 3.1

 区间高架桥布置 ......................................................................................................... 4

 3.2

 区间跨河桥梁布置 ..................................................................................................... 5

 3.3

 桥

 面

 布

 置 ............................................................................................................... 6

 3.4

 桥上线路及台后过渡段 ............................................................................................. 6

 3.5

 附属及养护设施 ......................................................................................................... 6

 4

 设

 计

 荷

 载 ....................................................................................................................... 8

 4.1

 荷

 载

 分

 类 ............................................................................................................... 8

 4.2

 荷

 载

 取

 值 ............................................................................................................... 9

 4.3

 荷

 载

 组

 合 ............................................................................................................. 14

 5 桥梁设计基本 规定 ............................................................................................................. 16

 5.1

 刚

 度

 要

 求 ............................................................................................................. 16

 5.2

 上部结构设计 ........................................................................................................... 18

 Ⅰ

 梁桥及刚构桥 ......................................................................................................... 18

 Ⅱ

 拱

 桥 ................................................................................................................. 18

 Ⅲ

 斜

 拉

 桥 ................................................................................................................. 19

 5.3

 墩台与基础 ............................................................................................................... 20

 5.4

 抗

 震

 设

 计 ............................................................................................................. 20

 6

 结

 构

 设

 计 ..................................................................................................................... 22

 6.1

 混凝土结构 ............................................................................................................... 22

 Ⅰ

 一

 般

 规

 定 ........................................................................................................... 22

 Ⅱ

 结

 构

 设

 计 ........................................................................................................... 23

 Ⅲ

 构

 造

 要

 求 ........................................................................................................... 24

 6.2

 钢

 结

 构 ................................................................................................................... 25

 Ⅰ

 一

 般

 规

 定 ........................................................................................................... 25

 II

 Ⅱ

 结

 构

 设

 计 ........................................................................................................... 27

 Ⅲ

 结

 构

 构

 造 ........................................................................................................... 29

 6.3

 钢- - 混凝土结合梁 ..................................................................................................... 30

 I

 一

 般

 规

 定 ............................................................................................................. 30

 II

 结

 构

 设

 计 ........................................................................................................... 30

 Ⅲ

 构

 造

 要

 求 ........................................................................................................... 35

 7

 桥

 梁

 景

 观 ..................................................................................................................... 37

 7.1

 一

 般

 规

 定 ............................................................................................................. 37

 7.2

 桥梁主体景观设计 ................................................................................................... 37

 7.3

 桥梁细部景观设计 ................................................................................................... 37

 7.4

 桥梁景观工程设计 ................................................................................................... 38

 8

 桥梁设备系统接口 ........................................................................................................... 39

 8.1

 轨

 道 ................................................................................................................... 39

 8.2

 供

 电 ................................................................................................................... 39

 8.3

 通信与信号 ............................................................................................................... 40

 8.4

 其

 他 ................................................................................................................... 40

 9

 耐久性设计及检测养护要求 ........................................................................................... 41

 9.1

 耐久性设计 ............................................................................................................... 41

 9.2

 桥梁检测和养护 ....................................................................................................... 43

 附录 A

 混凝土截面的受扭塑性抵抗矩及抗扭强度计算 .................................................. 45

 附录 B

 牛

 腿

 计

 算 ............................................................................................................ 48

 附录 C

 桥面板疲劳强度验算 .............................................................................................. 51

 1 1

 总

 则 1.0.1

 为使城市轨道交通桥梁工程设计做到安全可靠、经济适用、技术先进、美观耐久,制定本规范。

 1.0.2

 本规范适用于钢轮钢轨制式和跨座式单轨制式、最高运行速度不超过120km/h 的城市轨道交通新建桥梁工程的设计。其他类似交通方式的新建桥梁工程可参照执行。

 1.0.3

 桥梁主体结构设计使用年限为 100 年。

 1.0.4

 桥梁结构在设计、制造、运输、安装和运营过程中应具有规定的强度、刚度和耐久性。

 1.0.5

 桥梁设计应预留设备的安装、检修和更换条件,并应满足养护、维修的要求。

 1.0.6

 跨越河流或大型水体及沿河布置的城市轨道交通桥梁,应按 1/100 洪水频率标准进行设计;技术复杂、修复困难的大桥应按 1/300 洪水频率标准进行设计。

 1.0.7

 跨座式单轨交通轨道梁桥的设计除应符合本规范的规定外,尚应符合现行国家标准《跨座式单轨交通设计规范》GB50458 的规定。

 1.0.8

 本规范未涉及的内容,尚应符合现行国家和行业标准的相关规定。

 2 2

  术

 语

 2.0.1

 区间高架桥 viaduct between stations 车站之间除跨越河流、水体以外的桥梁。

 2.0.2

 区间跨河桥梁 bridge on the rivers between stations 车站之间跨越河流、水体的桥梁。

 2.0.3

 栏板 parapet 桥面两侧起到围护和隔声作用的构件。

 2.0.4

 救援列车荷载 rescue train load 运营列车发生故障时,进行救援产生的附加荷载。

 2.0.5

 疲劳荷载 fatigue load 反复作用于结构并引起交变应力的活荷载。

 2.0.6

 无缝线路的纵向水平力 longitudinal force due to continuous welded rail 由桥梁和无缝线路间相对位移引起的水平力。

 2.0.7

 无缝线路的断轨力 breaking force of continuous welded rail 无缝线路钢轨突然折断引起桥梁与钢轨间相对位移产生的水平力。

 2.0.8

 体系温差 System temperature difference 环境温度变化引起的结构体系温度与合龙温度差值 2.0.9

 风-车-桥系统耦合振动分析 analysis of wind-train-bridge coupling vibration 建立列车-桥梁耦合振动模型,为求解风荷载作用下列车和桥梁振动响应而进行的非线性有限元分析。

 2.0.10

 徐变残余变形 residual creep deformation 铺设轨道后,混凝土结构徐变产生的结构变形。

 2.0.11

 延性构件 ductile member 罕遇地震作用下,允许发生塑性变形的构件。

 2.0.12

 能力保护原则 capacity protection principle 罕遇地震作用下,使桥梁结构体系中延性构件和受能力保护的构件形成强度等级差,以确保受能力保护的构件处于弹性范围之内的设计原则。

 3

 2.0.13

 能力保护构件 capacity protected member 罕遇地震作用下,按能力保护设计原则设计的构件。

 2.0.14

 U 形梁

 U shaped girder

 断面呈 U 形,桥道板无中间横梁的下承式梁。

 2.0.15

 接触网立柱基础 桥梁上固定接触网立柱的基础。

 2.0.16

 接触网立柱下锚基础 anchor foundation 桥梁上拉锚接触网立柱的基础。

 2.0.17

 桥梁施工监控 construction monitoring and control of bridge 在桥梁施工过程中,对桥梁线形和应力的监测和控制,使成桥结构最大限度接近设计理想状态。

 2.0.18

 钢结构涂装层设计免维修年限 design theoretical repair-free life for coating of steel structure 钢结构涂装层免于维修(涂层无裂纹、起皮、脱落)的设计理论年限。

 4 3 3

 桥

 梁

 布

 置

 3.1

  区间高架桥布置

 3.1.1

 区间高架桥桥跨布置应根据地形地物、地面交通、景观等因素综合确定;一般地段宜采用等跨布置方式。

 3.1.2

 区间高架桥上部结构应优先采用预应力混凝土结构,并宜推广采用预制架设、预制节段拼装的设计、施工方法。一般地段宜采用简支梁式桥跨结构。

 3.1.3

 区间高架桥的桥下净高应满足表 3.1.3 的规定,并应符合桥下交通方式行业主管部门的有关规定,且预留一定的安全值。

 表 表 3.1.3

 桥下净高要求(m)

 )

 交通方式

 最小净高 道路 高速公路,一、二级公路 5.0 三级及以下公路、城市道路机动车道 4.5 城市道路机动车道(小客车)

 3.5 城市有轨电车、城市无轨电车 5.5 城市轨道交通 架空接触网城市轨道交通 7.0 接触轨城市轨道交通 4.5 铁路 高速铁路 7.3 普通铁路 6.6 通行双层集装箱铁路 8.0 注:净高指桥下路面至梁底、桥下轨面至梁底的高度。

 3.1.4

 当区间高架桥敷设于道路中间时,道路中间分隔带宽度不宜小于 4m。

 3.1.5

 区间高架桥桥墩边缘至路缘石边缘距离不应小于 0.5m。当桥梁承台或扩大基础轮廓侵入行车道时,承台或扩大基础顶面应置于路面结构层以下,且埋深不应小于 0.8m。

 3.1.6

 区间高架桥基础与地下管线之间的距离应满足现行国家标准《城市工程管线综合规划规范》GB50289 的相关规定,并应符合施工安全要求。

 5 3.1.7

 区间高架桥结构边缘与建筑结构、输油及燃气输送管道、以及危险品罐、库等最小距离应符合现行相关国家标准及行业标准的规定。

 3.1.8

 区间高架桥与架空高压线之间的最小垂距应符合现行国家标准《66kV 及以下架空电力线路设计规范》GB50061、《110kV-750kV 架空输电线路设计规范》GB50545 的规定。

 3.2

  区间跨河桥 梁 布置

 3.2.1

 区间跨河特大桥、大桥桥位宜设置在河道顺直、河床稳定且地质良好的河段处;桥位宜与洪水流向正交。

 3.2.2

 区间跨河桥梁的桥下净空应符合下列规定:

 1

 按设计频率的最高洪水位与 与桥下安全高度 之和确定,桥下安全高度值可按表 3.2.2 采用:

 表 表 3.2.2

  桥下安全高度(m)

 )

 桥梁部位 高出设计频率洪水位 高出最高流冰面 梁 底 洪水期无大漂流物 0.50 0.75 洪水期有大漂流物 1.50 -- 有泥石流 1.00 -- 支承垫石顶面 0.25 0.50 拱

 脚 0.25 0.25 注:梁底面或拱顶底面离开水面的高度不应小于计算浪高的 0.75 倍加上 0.25m。

 2

 通航河流的桥下净空应根据航道等级按现行国家标准《内河通航标准》GB50139 的规定执行;通行海轮的桥下净空应符合现行行业标准《通航海轮桥梁通航标准》JTJ311 的规定; 3

 无铰拱的拱脚允许被洪水淹没,但淹没高度不宜超过拱圈高度的 2/3,且拱顶底面距计算水位净高不应小于 1.0m; 4

 对桥下净空有特殊要求的航道,桥下净空尺度应做专题研究论证。

 3.2.4

 跨河桥梁与既有桥梁并行设置时,两桥间距应根据施工条件、水文干扰、防洪要求、通航影响等因素综合确定。

 6 3.3

 桥

 面

 布

 置

 3.3.1

 区间桥梁的桥面宽度应根据建筑限界、应急疏散、设备布置等因素计算确定,并应预留设备的安装、检修和更换条件。

 3.3.2

 有砟轨道桥梁的挡碴墙内侧面距线路中心线净距不应小于 2.2m,轨下道碴厚度不应小于 0.3m。

 3.3.3

 区间桥梁线路中心线至架空接触网立柱中心的最小距离可根据表 3.3.3 的规定对线路分段取值。

 表 表 3.3.3

 线路中心线至架空接触网立柱中心最小距离 距离(mm)

 曲线半径 R(m)

 A 型车 B2 型车 300≤R≤600 2700 2550 600<R≤1200 2600 2450 1200<R≤3000 2500 2400 R>3000 及直线 2400 2300 3.3.4

 运行 B1 型车的桥梁,栏板内侧面至线路中心线的距离宜符合下列规定:

 1

 接触轨位于线路中间时,不小于 2.20m; 2

 接触轨位于线路外侧时,不小于 2.45m。

 3.4

  桥上线路及台后过渡段

 3.4.1

 大跨度桥梁宜设在直线上,困难条件下,经技术经济比选,也可设在曲线上,并宜采用较大的曲线半径。大跨度桥不宜设置在反向曲线上。

 3.4.2

 钢桁梁桥不宜设置在竖向曲线及缓和曲线上。

 3.4.3

 区间高架桥梁底离地面的高度不宜小于 1.5m。路基与桥台连接处应设置保证刚度及变形在线路纵向均匀变化的过渡段。

 3.5

  附属及养护设施

 3.5.1

 桥面两侧应设置栏板,其高度不宜小于 1.1m。多线桥分为单线时,单线桥内侧栏板应封闭。

 3.5.2

 梁缝处应设伸缩缝,伸缩缝除应保证梁端部能自由伸缩外,尚应防止桥面水渗漏。

 7 3.5.3

 桥面应设置防水层,其技术指标及施工工艺应符合现行行业标准《铁路混凝土桥面防水层技术条件》TB/T2965 的规定。

 3.5.4

 桥面应设置不小于 2%的横坡、不小于 3‰的纵坡。纵向应分段设置拦水构造,用排水管将雨水排入市政管网。当不具备接入条件时,应设置散水等构造。排水管道直径、纵向间距应根据计算确定,且直径不宜小于 150mm。

 3.5.5

 桥梁养护、维修应符合下列规定:

 1

 有条件时宜设置宽度不小于 3m 养桥道路;无养桥道路时,宜设置相应检查养护设备;20m 及以上高桥墩应设置专门检查设备; 2

 箱梁应预留进入每孔箱梁内部的进人通道,并应分段贯通; 3

 桥梁构造的设计应便于检查和养护。

 8 4

  设

 计

 荷

 载

 4.1

  荷

 载

 分

 类

 4.1.1

 桥梁结构设计采用的荷载应分为主力、附加力和特殊荷载三类,其分类应按表 4.1.1 的规定执行。

 表 表 4.1.1

 桥梁荷载分类表 荷载分类 荷载名称 主

 力 恒

 载 结构自重 附属设备和附属建筑自重 预加应力 混凝土收缩及徐变影响 基础变位的影响 土压力 静水压力及浮力 主

 力 活

 载 列车竖向静活载 列车竖向动力作用 列车离心力 列车横向摇摆力 列车竖向静活载产生的土压力 公路或城市桥梁活载 人群荷载 无缝线路纵向水平力 伸缩力 挠曲力 附加力 制动力或牵引力 风力 温度影响力

 9 流水压力 救援、检修列车荷载 特殊荷载 无缝线路断轨力 船只或汽车的撞击力 地震力 施工临时荷载 列车脱轨荷载 列车脱轨水平撞击力 4.1.2

 设计中要求计入的其它荷载可根据其性质,分别列入上述三类荷载。

 4.2

 荷

 载

 取

 值

 4.2.1

 计算结构自重时,材料容重应按现行行业标准《铁路桥涵设计基本规范》TB10002.1 的规定取用;对于附属设备和附属建筑的自重或材料重度,可按所属专业的设计值或所属专业现行规范、标准中的规定取用。

 4.2.2

 土压力的计算应按现行行业标准《铁路桥涵设计基本规范》TB 10002.1的规定执行。

 4.2.3

 列车竖向静活载确定应符合下列规定:

 1

 列车竖向静活载图式按本线列车的最大轴重、轴距及近、远期中最长的编组确定; 2

 对于单线或双线桥梁结构,按列车活载作用于每一条线路确定; 3

 对于多于两线的桥梁结构,按下列最不利情况确定:

 1)

 按两条线路在最不利位置承受列车活载,其余线路不承受列车活载; 2)

 所有线路在最不利位置承受 75%的列车活载; 3)

 对承受局部荷载的构件,均应为该活载的 100%。

 4

 影响线加载时,活载图式不可任意截取,但对影响线异符号区段,轴重按空车重计。列车加载长度应采用本线初、近、远期中最不利的编组。

 4.2.4

 列车活载的效应为列车静活载与列车竖向动力作用效应之和,列车的竖向动力作用应按列车竖向静活载乘以动力系数 μ 进行计算。动力系数 μ 的取值应符合下列规定:

 10 1

 支承轮轨式轨道交通的桥梁按现行行业标准《铁路桥涵设计基本规范》TB 10002.1 规定的值乘以 0.8; 2

 支承单轨交通轨道梁的桥梁结构的动力系数按下式计算:

 L 5018

 (4.2.4)

 式中:L——轨道梁的跨度(m); 3

 单线 U 形梁桥道板的冲击系数可按 1.4 进行计算,双线 U 形梁桥道板的冲击系数可按 1.3 进行计算; 4

 计算活载引起的土压力时不计竖向动力作用。

 4.2.5

 钢桥的疲劳活载采用运营列车活载,其动力系数应按 4.2.4 条计算的动力系数的 3/4 取值;钢桥的疲劳加载方式应按下列规定进行:

 1

 双线钢桁梁的主桁、钢箱梁和钢板梁整体受力按照现行行业标准《铁路钢桥设计规范》TB1002.2 第 4.3.2 条的规定执行; 2

 钢桁梁的横梁、钢箱梁的横肋、横隔板及钢板梁的横隔板,根据实际可能出现的最不利情况进行加载; 3

 钢桁梁的纵梁、正交异形板的纵肋根据单线荷载可能出现的最不利情况进行加载。

 4.2.6

 救援列车荷载和检修列车荷载应符合下列规定:

 1

 救援列车荷载应根据运营救援模式确定,无详细资料时,救援列车荷载可取一列满载列车,并与运营列车进行最不利组合; 2

 检修列车荷载应根据检修列车的实际情况确定。

 4.2.7

 列车轴重引起的集中荷载由于轨道结构引起的分布可按下列规定进行计算:

 1

 列车轴重引起的集中荷载沿线路方向可以分布于三个钢轨支点上,其分布如图 4.2.7-1 所示:

 图 图 4.2.7-1

 列车轴重荷载沿线路方向的分布

 11 Q v1 —— 列车轴重引起的集中荷载;a —— 钢轨支点纵向间距 2

 对于无砟轨道,列车轴重引起的集中荷载在垂直线路方向的分布如图4.2.7-2 所示:

 图 图 4.2.7-2

 列车轴重荷载沿线路方向的分布 P —— 列车轴重考虑纵向分布后的集中荷载;q —— 分布荷载的集度 4.2.8

 位于曲线上的桥梁应计算列车产生的离心力。离心力作用于轨面以上1.8m 处,大小等于列车竖向静活载乘以离心力率 C,C 值按下式计算:

 C=V 2 /127R

 (4.2.8)

 式中:V——列车运行速度(km/h);

 R——曲线半径(m)。

 4.2.9

 列车横向摇摆力应按相邻两节车四个轴轴重的 15%计,以横桥向集中力形式取最不利位置作用于轨顶面。

 多线桥只计算任一条线上的横向摇摆力。

 4.2.10

 列车制动力或牵引力应按列车竖向静活载的 15%计算,当与离心力同时计算时,可按竖向静活载 10%计算。

 区间双线桥应采用一条线的制动力或牵引力;三线或三线以上的桥应采用二条线的制动力或牵引力。

 高架车站及与车站相邻两侧100m范围内的区间双线桥应按双线制动力或牵引力计,每条线制动力或牵引力值为竖向静活载的 10%。

 制动力或牵引力作用于轨顶以上车辆重心处,但计算墩台时移至支座中心处,计算刚架结构移至横梁中线处,均不计移动作用点所产生的力矩。

 4.2.11

 列车竖向静活载在桥台后破坏棱体上引起的侧向土压力,应将活载换算成当量均布土层厚度计算。

 4.2.12

 无缝线路的纵向水平力(伸缩力、挠曲力)和无缝线路的断轨力,应根据轨道结构及梁、轨共同作用的原理分别按下列规定计算确定:

 12 1

 单线及多线桥只计算一根钢轨的断轨力; 2

 伸缩力、挠曲力、断轨力作用于墩台上的支座中心处,不计其实际作用点至支座中心的弯矩影响。对梁的影响需要考虑时应做专门研究。

 4.2.13

 风荷载按现行行业标准《铁路桥涵设计基本规范》TB 10002.1 的规定执行。

 4.2.14

 温度影响力包含体系温差、温度梯度和构件温差三部分,其取值应符合下列规定:

 1

 体系温差从构件合龙时算起。钢结构桥梁的体系温差可按历年极端最低气温和极端最高气温确定;混凝土结构桥梁的体系温差可按历年最冷月平均气温最低值和最热月平均气温最高值确定; 2

 温度梯度的计算应根据结构类型的不同分别按下列规定取值:

 1)

 混凝土梁竖向温度梯度应按表 4.2.14-1 的规定取值; 表 表 4.2.14-1

 混凝土梁的温度梯度 温度变化 升温 降温 温度梯度

 C T   14 =1 C T    5 . 52

 C T    71 C T    8 . 32 2)

 结合梁的温度梯度应按表 4.2.14-2 的规定取值; 表 表 4.2.14-2

 结合梁的温度梯度 温度变化 升温 降温 温度梯度

  注:h 为桥面板的厚度(m)。

 13 3)

 钢箱梁的温度梯度应按表 4.2.14-3 的规定取值; 表 表 4.2.14-3

 钢箱梁的温度梯度 温度变化 升温 降温 温度梯度

  注:h 为梁高(m)。

 4)

 钢桁梁的上层正交异性板的温度梯度应按表 4.2.14-4 的规定取值; 表 表 4.2.14-4

 钢桁梁的上层正交异性板的温度梯度 温度变化 升温 降温 温度梯度

  注:h 为正交异性板的高度(m)。

 5)

 混凝土箱梁箱内外温差可按±5℃取值。

 3

 主缆、拉索、吊杆等钢构件与梁、塔、拱肋等混凝土构件之间温差可采用±10℃~±15℃;斜拉桥斜拉索与钢主梁温差可采用±10℃; 4

 钢桁梁的上、下弦杆之间的温差应根据实际情况确定。

 4.2.15

 混凝土的收缩、徐变影响可按现行行业标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG D62 的规定执行。

 4.2.16

 桥墩承受的船只撞击力,可按现行行业标准《铁路桥涵设计基本规范》TB 10002.1 的规定执行。

 4.2.17

 桥墩有可能受汽车撞击时,应考虑汽车撞击力,撞击力顺行车方向采用1000kN,横行车方向采用 500kN,作用在路面以上 1.2m 高度处。

 14 4.2.18

 桥梁的抗震设防分类应按表 4.2.18 的规定的进行,其地震作用应按现行国家标准《铁路工程抗震设计规范》GB50111 的相关规定进行计算。

 表 表 4.2.18

 桥梁抗震设防分类 抗震设防分类 结构类型 A 类 单跨跨度大于等于 120m 或联长大于 250m 的梁式桥,单跨跨度大于等于 150m 的拱桥、斜拉桥,悬索桥等 B 类 除 A 类以外的其它桥梁 4.2.19

 桥梁应考虑列车脱轨荷载作用,列车脱轨荷载可不计竖向动力作用,对于多线桥只考虑一线脱轨荷载,且其它线路上不作用列车活载。其取值可按下列两种情形进行结构强度和稳定性检算:

 1

 车辆集中力直接作用于线路中线两侧 2.1m 以内的桥面板最不利位置处,检算桥面板强度。检算时,集中力值为本线列车实际轴重的 1/2,不计列车动力系数,应力提高系数为 1.4; 2

 列车位于轨道外侧但未坠落桥下时,检算结构的横向稳定性。检算时,可采用长度为 20m、位于线路中线外侧 1.4m、平行于线路的线荷载,其值为本线列车一节车轴重之和除以 20m,不计列车动力系数、离心力和另一线竖向荷载。倾覆稳定系数不得小于 1.3。

 4.2.20

 栏板等防护结构宜考虑列车脱轨水平撞击力,列车脱轨水平撞击力按一节车重量的 50%计算,沿桥梁纵向分布于 5m 长的范围内,作用点位于防护结构的上缘且不高于轨面以上 1.0m。

 4.2.21

 桥梁结构应按不同施工阶段的施工荷载进行检算。

 4.2.22

 桥面人行道和疏散平台的竖向静活载采用 4.0kPa,同时还应按照竖向集中荷载 1.5kN 检算。桥梁挡板结构,除考虑其自重、附属设施及风荷载外,尚应考虑 0.75kN/m 的水平推力和 0.36kN/m 的竖向压力,该项荷载作为附加力可与风力组合。水平推力作用于桥面以上 1.2m 处。

 4.3

 荷

 载

 组

 合

 4.3.1

 桥梁结构应根据其特性,按 4.1.1 条所列荷载就其可能出现的最不利组合情况进行计算。

 15 4.3.2

 桥梁设计时,应仅考虑主力与一个方向的附加力进行组合。

 4.3.3

 如杆件的主要用途为承受某种附加力,则在计算此杆件时,该附加力应按主力计。

 4.3.4

  轨道交通与道路合建桥梁的轨道交通活载应按 4.2 节规定计算,道路活载应根据道路性质按现行行业标准《公路桥涵设计通用规范》JTGD60 或《城市桥梁设计规范》CJJ11 的规定进行计算,其组合应符合下列规定:

 1

 同时承受轨道交通和道路活载的构件,按下列组合的最不利情况取值:

 1)

 100%轨道交通活载与 75%的道路活载的组合; 2)

 75%轨道交通活载与 100%的道路活载的组合; 2

 仅承受道路活载的构件,应取全部道路活载; 3

 仅承受轨道交通活载的构件,应取 4.2 节的规定全部活载。

 4.3.5

 同一股钢轨的伸缩力、挠曲力、断轨力相互独立,不得组合;无缝线路纵向水平力不与同线的离心力、牵引力或制动力等组合。

 4.3.6

 无缝线路断轨力及船只或汽车撞击力,只计算其中一种荷载与主力相组合,不与其它附加力组合。

 4.3.7

 流水压力不与制动力或牵引力组合。

 4.3.8

 地震力与其他荷载的组合应按现行国家标准《铁路工程抗震设计规范》GB 50111 的规定执行。

 4.3.9

 列车脱轨荷载只与主力中的恒载相组合,不与主力中的活载和其他附加力组合。

 16 5 桥梁设计基本规定

 5.1

  刚

 度

 要

 求

 5.1.1

 梁式桥跨结构由于列车竖向静活载引起的竖向挠度不应超过表 5.1.1 规定的容许值。

 表 表5.1.1

 梁体竖向挠度的容许值 跨度 L(m)

 竖向挠度容许值 L≤30 L/2000 30<L≤60 L/1500 60<L≤80 L/1200 L>80 L/1000 5.1.2

 拱桥的 1/4 跨度处,由列车竖向静活载所产生的上、下挠度(绝对值)之和,不宜大于计算跨度的 1/800。

 5.1.3

 斜拉桥由列车竖向静活载所产生的梁体竖向挠度不宜大于计算跨度的1/600。列车竖向静活载与公路静活载同时作用下,结构的竖向挠度不宜大于计算跨度的 1/500。

 5.1.4

 在列车静活载作用下,有砟轨道桥梁梁体单端竖向转角不应大于 5‰,无砟轨道桥梁梁体单端转角不应大于 3‰。无砟轨道梁梁体单端竖向转角大于 2‰时,应检算梁端处轨道扣件的上拔力。

 5.1.5

 在列车横向摇摆力、离心力、风力和温度力作用下,桥跨结构梁体的横向水平挠度不宜大于计算跨度的 1/4000。当不能满足时,应根据风-车-桥系统耦合振动分析的结果确定。

 5.1.6

 在列车活载作用下(考虑动力系数),桥跨结构梁体同一横断面一条线上两根钢轨的竖向变形差形成的两轨动态不平顺度不宜大于 6mm。当不能满足时,应根据风-车-桥系统耦合振动分析的结果确定。

 5.1.7

 跨度大于 100m 的桥梁宜根据工作环境,按实际运营列车进行车-桥系统或风-车-桥系统耦合振动分析,最大检算速度应采用本线最高运营速度,分析得出的列车安全性及乘客乘坐舒适性指标应满足下列规定:

 17 1

 脱轨系数:

  Q/P≤0.8 (5.1.7-1)

 2

 轮重减载率:

 P P/  ≤0.6 (5.1.7-2)

 3

 车体竖向加速度:

 a z ≤0.13g(半峰值)

 (5.1.7-3)

 4

 车体横向加速度:

  a y ≤0.10g(半峰值)

 (5.1.7-4)

 式中:Q——列车轮对一侧车轮的侧向压力(kN); P——列车轮对一侧车轮轴重(kN); △ P——列车轮对一侧车轮减载量(kN); g——重力加速度( m/s² )。

 5.1.8

 桥墩的纵向和横向刚度应满足列车运行安全性和旅客乘坐舒适度的要求,并应对最不利荷载作用下的纵、横向水平位移进行控制;对于铺设无缝线路的桥梁,尚应根据梁、轨共同作用计算对桥墩的纵向最小线刚度进行控制。

 1

 在最不利荷载作用下,桥墩墩顶弹性水平位移应符合下列规定:

 顺桥方向:

  L Δ 5  (5.1.8-1)

 横桥方向:

  L Δ 4  (5.1.8-2)

 当最高运行速度为 120km/h 时,桥墩墩顶横桥向弹性水平位移L Δ 5 . 3 ;

 式中:L——桥梁跨度(m),当为不等跨时采用相邻跨中的较小跨度,当 L<25m时,L 按 25m 计; △ ——墩顶顺桥或横桥方向水平位移(mm),包括由于墩身和基础的弹性变形及地基弹性变形的影响。

 2

 桥上铺设无缝线路且无钢轨伸缩调节器的双线及多线简支梁桥,当不作计算时,其桥墩的墩顶纵向最小水平线刚度限值,可按表 5.1.8 的规定取值。单线桥梁桥墩纵向水平线刚度取用表中值的 0.6 倍。

 表 表 5.1.8

 桥墩墩顶纵向水平线刚度限值 跨度 L(m)

 最小水平线刚度(kN/cm)

 L≤20 190 20<L≤30 240 30<L≤40 320 注:连续梁桥固定墩的最小水平线刚度限值可近似根据其联长(不大于远期列车编组长度)与简支梁的跨度的比例确定;对于连续刚构桥,计算其刚度时可取刚构墩的纵向合成刚度。

 18 5.2

 上部结构设计

 5.2.1

 桥梁应验算顶梁工况。顶梁验算应保证在荷载作用下桥梁整体和局部构件的安全性。顶梁荷载对局部构件应作为主力,对桥梁整体可作为附加力。

 5.2.2

 桥梁支座宜采用铁路或轨道交通系列的盆式橡胶支座或球形钢支座,严寒地区及对 对耐久性有特殊要求的地区宜采用球形钢支座。

 5.2.3

 桥梁应分别验算施工状态和运营状态的强度及稳定性。

 Ⅰ

 梁桥及刚构桥

 5.2.4

 梁式桥跨结构在最不利荷载作用下,横向倾覆稳定系数不应小于 1.3。

 5.2.5

 当由恒载及静活载引起的竖向挠度等于或小于15mm或跨度的1/1600时,可不设预拱度;否则应设置预拱度,预拱度曲线应与恒载及 1/2 静活载所产生的挠度曲线基本相同,但方向相反。预应力混凝土梁,计算预拱度时尚应考虑预加应力及徐变变形的影响。

 5.2.6

 铺设无砟轨道的预应力混凝土梁应严格控制轨道铺设后竖向的徐变残余变形,其控制值宜符合下列规定:

 L<50m,竖向徐变残余变形不大于 10mm; L≥50m,竖向徐变残余变形不大于 L/5000; L 为桥梁的跨度(m)。

 Ⅱ

 拱

 桥

 5.2.7

 拱桥在恒、活载作用下按弹性理论计算的整体稳定安全系数应大于 4.0。

 5.2.8

 拱肋或拱圈的杆件稳定可简化为自由长度为 L 0 的直杆进行验算,其计算方法应根据其材料的不同按现行行业标准《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》TB10002.3 或《铁路桥涵钢结构设计规范》TB10002.2 的有关规定执行,其中 L 0 按下式计算:

 crNEIL  0 (5.2.8)

 式中:N cr ——验算平面内的整体失稳一阶模态下的拱肋或拱圈的临界轴力(kN);

 19 E——拱肋或拱圈的弹性模量(kPa); I——拱肋或拱圈截面的惯性矩(m 4 )。

 5.2.9

 拱肋间应根据稳定性要求设置横撑。箱形断面拱肋(拱圈)在拱顶处、立柱支承处或吊杆连接处,应设置横隔板。必要时,还应在立柱或吊杆间增设横隔板。

 5.2.10

 下承或中承式拱桥,不应采用悬吊横梁的结构体系。应进行单根吊杆失效工况的验算,单根吊杆失效时,仍可保证双线限速运行。

 5.2.11

 下承或中承式拱桥的吊杆强度安全系数不应小于 3。吊杆的疲劳应力幅计算值应小于该类吊杆的容许应力幅。

 Ⅲ

 斜

 拉

 桥

 5.2.12

 斜拉索体系的安全应符合下列规定:

 1

 斜拉索的最大应力应满足下列规定:

 1)

 平行钢绞线拉索体系 活载应力幅 Δσ≤70MPa 时,[ σ ]≤0.6f pk ; 活载应力幅 Δσ>100MPa 时,[ σ ]≤0.4f pk ; 活载应力幅 70MPa<Δσ≤100MPa 时,[ σ ]≤(1.067-0.00667Δσ)f pk ; 2)

 平行钢丝拉索体系 活载应力幅≤100MPa 时,[ σ ]≤0.6f pk ; 活载应力幅>130MPa 时,[ σ ]≤0.4f pk ; 活载应力幅 100MPa<Δσ≤130MPa 时,[ σ ]≤(1.267-0.00667Δσ)f pk ; 式中:[σ]——斜拉索的容许应力(MPa); f pk ——斜拉索的抗拉标准强度(MPa); 2

 施工状态斜拉索的最大允许应力可提高 25%。

 5.2.13

 斜拉桥不应采用全漂浮体系。

 5.2.14

 斜拉桥应验算单根斜拉索失效的工况,单根斜拉索失效时,仍可保证双线限速运行。

 5.2.15

 斜拉桥的设计除应符合本规范规定外,尚应参照《公路桥梁抗风设计规范》JTG/T D60-01 和《公路斜拉桥设计细则》JTG/T D65-01 的相关规定执行。

 20 5.3

  墩台与基础

 5.3.1

 桥塔、墩台类型应根据地质、水文、上部结构形式、刚度,以及景观等因素综合确定。墩台宜采用钢筋混凝土结构,并应符合下列要求:

 1

 桥墩可能承受车、船、排筏、漂流物撞击时,在上述外力作用高度以下部分,不得采用空心墩; 2

 同一条高架线的墩台类型宜统一。

 5.3.2

 区间桥梁墩台基础的沉降应按恒载计算。跨度小于等于 40m 梁的相邻桥墩,其工后沉降量之差有砟桥面不应超过 20mm,无砟桥面不应超过 10mm。

 对于外部超静定结构,其相邻墩台不均匀沉降量之差的容许值还应根据沉降对结构产生的附加影响来确定。

 5.3.3

 桥墩的墩顶尺寸应根据养护维修、支座布置及更换等因素确定,桥墩顶面应设置不小于 3%的排水坡。

 5.3.4

 设置在地面道路上的墩柱周围应有防汽车撞击措施;跨越地面道路的高架线路下缘应设置限高警示标识。

 5.3.5

 桥梁基础的设计应符合现行行业标准《铁路桥涵地基和基础设计规范》TB 10002.5 的规定;地基的物理力学指标应符合现行行业标准《铁路桥涵地基和基础设计规范》TB10002.5 中的规定要求。当特殊荷载(地震力除外)参与荷载组合时,地基容许承载力[σ 0 ]和单桩轴向容许承载力的提高可按上述规范的相关规定执行。

 5.4

  抗

 震

 设

 计

 5.4.1

 桥梁的抗震设计除应按照现行国家标准《铁路工程抗震设计规范》GB 50011 的规定执行外,尚应符合本节的规定。

 5.4.2

 A 类桥梁的抗震设防目标应符合 5.4.2 表的要求。

 表 表 5.4.2

 A 类桥梁抗震性能目标 设计地震 罕遇地震 地震后不损坏或轻微损伤,能够保持其正常使用功能;结构处于弹性工作阶段; 可发生局部轻微损伤不需修复或经简单修复可继续使用

 21 5.4.3

 钢筋混凝土墩柱应作为延性构件设计,对于墩(柱)高与桥墩计算方向尺寸之比小于 2.5 时,宜按罕遇地震验算墩柱强度。6 度区 A 类桥梁、7 度及以上地区 A、B 类桥梁基础、盖梁、结点、支座应作为能力保护构件,墩柱的抗剪强度宜按能力保护原则设计。

 5.4.4

 在罕遇地震作用下,材料的容许应力及基础的容许承载力应按下列规定取值:

 1

 钢筋的容许应力为钢筋抗拉或抗压强度标准值; 2

 混凝土的容许应力为混凝土的抗压极限强度; 3

 桩基础单桩的竖向抗压容许承载力可提高至主力情况下的 2 倍; 4

 桩基础单桩的竖向抗拉容许承载力可提高至主力情况下 1.3-1.5 倍。

 5.4.5

 桥墩应按现行国家标准《铁路工程抗震设计规范》GB50111 进行延性计算,简支梁桥墩可采用现行国家标准《铁路工程抗震设计规范》GB50111 附录 F 的简化方法进行延性计算。

 5.4.6

 能力保护构件设计时,在罕遇地震作用下,如结构未进入塑性,作为能力保护设计构件的内力值可采用罕遇地震作用的计算结果;如结构进入塑性,作为能力保护设计构件的内力值应取与墩柱塑性铰区域截面超强弯矩所对应的弯矩值和剪力值。

 5.4.7

 墩柱墩塑性铰区域截面超强弯矩应按下式计算:

 M y0 =φ×M y

 (5.4.7)

 式中:M y0 ——顺桥向或横桥向超强弯矩(kN·m); M y ——根据墩柱 N-M-Φ 曲线计算得出的墩柱等效屈服弯矩(kN·m); φ——桥墩承载能力超强系数,取 1.2。

 22 6

 结

 构

 设

 计

 6.1

 混凝土结构

 Ⅰ

 一

 般

 规

 定

 6.1.1

 钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计的一般规定除应符合现行行业标准《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》TB 10002.3 的规定外,尚应符合本节的规定。

 6.1.2

 U 形梁桥道板的受力宜建立空间有限元模型进行计算,未做计算前可按下列规定进行估算:

 1

 桥道板跨中的横向最大正弯矩 M=M 0 ; 2

 桥道板支点的横向最大正弯矩 M=0.25M 0 ; 3

 桥道板支点的横向最大负弯矩 M=0.5M 0 ; 式中:M 0 ——以腹板内侧间距为计算跨径的简支板跨中弯矩(kN·m)。

 6.1.3

 矩形、带翼缘箱形和腹板(肋板)、翼缘板以及顶(底)板组合截面截面弯扭构件的扭矩分配应按下列公式计算:

  (6.1.3-1)

  (6.1.3-2)

  (6.1.3-3)

 式中:T——截面扭矩(kN·m); T w ——分配给腹板或矩形箱体的扭矩(kN·m); T f ——分配给翼缘板的扭矩(kN·m); T b ——分配给组合截面顶(底)板的扭矩(kN·m); W t ——截面总的受扭塑性抵抗矩,其计算见附录 A; W tw 、 W tf 、 W tb ——腹板或矩形箱体、翼缘板、组合截面顶(底)板的塑性抵抗矩(m 3 ),其计算见附录 A。

 23 6.1.4

 矩形、带翼缘箱形和腹板(肋板)、翼缘板以及顶(底)板组合截面弯扭构件纵向钢筋和箍筋计算应符合下列规定:

 1

 正截面抗弯强度计算按现行《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》TB10002.3 第 6.2.2 条规定执行; 2

 抗扭强度计算所需的纵向钢筋和箍筋面积按本规范 6.1.8 条 3 款执行,并沿周边均匀对称布置; 3

 纵向钢筋面积按弯矩最大值对应扭矩值或扭矩最大值对应弯矩值分别计算,进行叠加,取最大值配置。

 6.1.5

 承台的荷载组合应按本规范规定执行,计算可按现行行业标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG D62 的规定执行,钢筋应力根据荷载组合选用不同的容许应力,撑杆压应力容许值可按现行行业标准《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》TB 10002.3 表 5.2.1 弯曲受压及偏心受压[ σ b ]取值。

 6.1.6

 牛腿可按附录 B 规定计算。

 Ⅱ

 结

 构

 设

 计

 6.1.7

 钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计的材料、容许应力及应力提高系数、结构计算方法除应符合现行行业标准《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》TB 10002.3 的规定外,尚应符合本节规定。

 6.1.8

 弯扭构件截面尺寸、抗扭强度以及抗剪强度应符合下列规定:

 1

 矩形或箱形截面承受弯、扭的构件,截面尺寸应符合下列要求:

 (6.1.8-1)

 式中:V——计算剪力(kN); T——计算扭矩(kN·m); b——垂直于弯矩作用平面的矩形截面宽度或箱形截面腹板总宽度(m); h 0 ——平行于弯矩作用平面的矩形或箱形截面的有效高度(m); W t ——截面受扭塑性抵抗矩(m 3 ),其计算见附录 A。

 当不满足式(6.1.8-1)要求时,应修改截面尺寸或提高混凝土强度等级; 2

 当满足式(6.1.8-2)时,可不进行构件的抗剪、扭强度计算,仅需按《铁

 24 路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》TB10002.3 规定配置构造钢筋;

 (6.1.8-2)

 3

 纯扭构件的抗扭强度可按附录 A 规定计算。

 Ⅲ

 构

 造

 要

 求 ...

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