《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》(TB.pdf

f 铁 遁标 嚯 馥 计 2 0 0 0 年 1 0 月第2 0 卷第 l 0 期 铁 路 桥 涵 钢 筋 混 凝 土 和 预 应 力混 凝 土 结 构设 计 规 范 TB1 0 0 0 2 3 9 9 简介 铁道部 亏 业设计 硫路桥处 王振华 雷 慧锋 一 一 摘要重新从 行车速 度的提 高 混凝 土梁耐 久性的要 求 混 凝土标 号改用混凝 土 强度 钢 筋 强度 向 国际 单 位制 靠拢 以及 预应 力结构 的分 类等 1 1个 方 面介 绍 新 的 铁 路 桥 涵 钢 筋 混 凝 土 和 预 应 力 混 凝 土 结 构 设 计 规 范 TB 1 0 0 0 2 3 9 9 关键词铁路 桥涵 混 凝 土结 构设计规 范 简介 根据铁 道部铁 建 函 1 9 9 7 S 4号 文要 求 对 铁路 桥涵 设计规 范 TB J 2 8 5 以下简 称 8 5 桥规 第五 六 十 一 章 含 1 9 9 6年 局部 修订 版 TB J 2 9 6 以下 简 称 9 6 桥 规 进 行 修 改 经过 征求意 见稿 送 审稿 报 批稿 阶段 1 9 9 9年 1 o月 2 5日铁道 部 以铁 建设 1 9 9 9 1 3 9号 文批 准发 布 铁 路桥 涵钢 筋 混凝 土 和预应 力 混凝 土 结 构 设计规 范 TB1 0 0 0 2 3 9 9 以下简称本 规 范 自 2 0 0 0年 2月 1日起执行 本规 范的修改 内容主要介绍 如 下 1 适 应行车速 度 的提 高必须提 高横向刚 度 本 规 范 适 用 于 旅 客 列 车 最高 行 车 速度 为 1 4 0 k m h的新 建 改建标准 轨距铁路 桥涵钢 筋 混凝 土和 预应 力混凝 土结 构 的设计 这是本 规 范与 8 5及 9 6 桥规 最不 同之处 因此在 本规 范编制 时曾经考虑 是否提 出关 于横 向振幅 以及 自振 频 率方 面的 规 定 但 考虑 到铁 道 部 已列题 组织专 人进行这 方面 的研 究 因此 本规范 只能 在构造 上予 以加 强 1 本 规 范在 第 4 1 3条 规 定 梁截 面尺 寸和构造 应保证梁 体具有 合理 的横 向刚度 2 本规 范在 第 5 3 1 2条里规 定 分 片式 T梁必须设 置横 隔板 3 本规 范在 第 6 5 2 0条规 定 横隔板 连 接应 保证 梁 的整 体性 2 提高混凝 土粱耐久 性 的措施 近年 来 工务 部 门对 混 凝土 粱进 行 了大 量 的调 查 研究 对混凝 土梁耐久性 问题提 出了严 格的要求 国际 国 内的规范也 对耐久性 提出 了 相应 的规 定 比如我 国的 国标 GB1 0 8 9的 修 订稿 水工 规范 国外 的 1 9 9 0 CE B F I P模 式规 范 混凝 土结构 都有这 方面的详 细规定 本规 范吸收 国内 外的经验 结 合铁路 桥梁 的实 际情况 对 以下 问题进 行 了研 究并 提 出 了 相应 规定 2 碱 骨料反应 自从兖石 线 1 8 9孔 L一 2 4 3 2m 铁路后 张 梁发 现 碱骨 料反应 后 引起 了 国内各 方面 的 重视 中国工程 建设 标 准化 协 会 以 9 3 建 标 字 第 3 2号 文批准 了南京 化工 学院编制 的 混凝 土 碱 含量 限值 标准 C EC S 5 3 所 以在本规 范 第 3 1 2 条 里增 加 了 混凝 土碱 含 量应 符合 混 凝 土碱 含量 限值 标准 Y C E CS 5 3 的要 求 的规 定 2 2碳化 低钝 化 又 称中性化 问题 根 据工务 部 门以及 西南交大 等单位 的调 查 研 究发 现钢 筋 混凝 土梁 的 碳化情 况较 严 重 而 解决 碳化 问题 主要途径 是提高混 凝土强度 等级 和增 加保 护层厚度 因而本规范对 以下条文 作 了相应 规定 1 根 据 国 内外 研究 成果 本 规 范第 3 1 2 条 规 定 钢 筋 混凝 土构 件 当采 用 级钢 筋时 桥 跨 结构 混 凝土 强 度 等级 不宜 低 于 C 3 0 其他 结 构 混凝 土 强度 等 级 不宜 低 于 C2 0 预应 力混 凝 土 主要 承 重 结 构 的混 凝 土强 度 等 级 不 宜低 于 C40 2 本规 范第 6 5 3条规 定 预应力钢 筋或 维普资讯 铁 路 桥涵 钢 筋混 凝土 和预 应力 混凝 土结 掏设 计规 范 TBI O 0 0 2 3 9 9 简介 王振 华等 管 道表 面与 结 构表 面 之 间的保 护层 厚度 结 构 顶 面 和侧 面布 管 管 道 直 径 大 小 一律 不应 小 于 4 5 mm 取 消 了 当管道 直径等于或 小于 5 5 mm 时 不应小 于 3 5 mm 的规定 相 应 的第 6 5 2 0 规 定 腹板厚 度 不得 小于 1 5 0 mm 比 8 5 桥规 f 含 9 6桥规 的 J 4 0l i l I n大 了 0mm 3 为 了改 善封 端 部分 与粱 体 混凝 土 的连 接 本 规 范 6 5 2 I条规 定 外露 锚 头周 围应设 置钢筋 网 钢 筋 网宜 与粱体伸 出钢筋连 接 然 后 灌 筑 微 膨 胀 混 凝 土 其 强 度 等 级 不 宜 低 于 C3 5 4 本规 范 第 5 3 1 8条规 定 梁体 悬臂板 外 侧 下缘 宜 设 置 防止雨 水流 向梁 腹 的 滴水 槽 檐 5 原 规 定 TB J l O 6 9 1 对 于配置 冷拉 级 钢筋 允许 开 裂 的预 应力混 凝 土构 件 当裂 缝 宽 度小 于 0 1 T i m 时 可 用 于严 重 环境腐 蚀 条件下 的桥梁 考虑到 裂缝条件 下 混 凝土 中性 化速度 加速 用于严 重环境腐 蚀条件下 难 以保 证结 构 的正 常使 用寿命 因此本规 范规定 在严 重 环 境腐 蚀 条件 下 不得 采 用允 许开 裂 的预 应 力 混凝土结 构 3 混 凝土标号 改用混凝 土强度 等级表示 为与 国 标 混 凝土 结构 设 计 规 范 GB J l 0 8 9 及 行标 铁 路 混凝 土 强度检 验评 定标 准 T B1 0 4 2 5 9 4 接 轨 将 原 来 用标 号 表示 的混 凝 土强 度 级别改 用 混凝 土强 度等 级 表示 强 度 等级与 标 号的换 算 关 系是按 铁 路 混凝 土强 度 检验评 定标准 的规定确定的 见表 1 表 1 混凝土标号与强度等级 换算关系衰 本 规 范取 强度等 级 为整数 则混 凝 土强 度 等 级与 混 凝土标 号 的关 系 极 限强 度及 弹性 模 量如 表 2所示 表 2 涯凝土的撮限强度及弹性横量 混凝土强度等级 C l 5 C 2 0 C 2 5 C 3 0 C 3 5 C 4 0 C 4 j C 5 0 C 5 S C 6 0 换算 的混凝 土 标号 1 7 0 2 2 O 2 7 0 3 2 0 3 7 0 5 2 0 5 7 0 6 2 0 轴心抗压 MP a f 0 0 7 R 1 2 0 1 5 5 1 9 0 2 2 5 2 6 0 2 9 5 3 6 5 4 0 0 4 3 5 轴心抗拉 MP a 厶 0 0 4 8 R 0 1 4 2 l 7 2 2 0 2 2 2 2 2 4 8 2 6 8 2 8 8 3 0 8 3 2 8 3 4 8 弹性模量 M 一 一 警 2 5 5 1 0 2 B X 1 0 3 0 1 0 3 2 l 0 3 3 1 0 3 4 1 3 4 5 1 0 4 3 5 5 X 1 0 3 6 X 1 S 6 5 1 0 4 钢 筋强度 改 用国标规 定的 强度 值表示 原 GB 5 2 2 3 8 5及 GB 5 2 2 4 8 5抗拉 强度 同 时 标 明 旧 制 及 国 际 单 位 制 k g f mm N mm 比如 5 0 k g f mm 1 4 7 0 N mm 等 铁 路 桥 梁 原 用 k g f mm 然 后 用 1 1 O 表示旧制与国际单位制的关系 所 9 6 桥规 采用 1 5 0 0 MP a 1 6 0 0 MP a 7 0 0 MP a 1 7 5 0 MP a 1 8 0 0 MP a及 1 9 0 0 MP a作 为 预应 力钢 筋 的 强 度 标 准 本 规 范 改 用 GBJ 4 9 9 9 1 GB 5 2 2 3 9 5及 GB5 2 2 4 9 5的强度值 对公 称 直径 为 1 5 2 mi d的标准 型 钢 绞线 的抗 拉 强度 改 用 7 2 0 MP a及 1 8 6 0 MP a两种 而 不再 用 1 7 5 0及 9 0 0M P a 5 原 8 5 桥规 及 规定 T B J 1 0 6 9 1 第 章 台并 需要统 一 的几 个问题 本 规范将 8 5桥规及 规 定 TB J 1 0 6 9 1 第二 章 内容 台并 这主要 牵涉到 以 下内容 统一混凝 土收缩 徐变 引起 的应力 损失 终 极值 8 j 桥 规 的 一 1 0 R 3 其 中 一一 0 7 9 4 0 8 口 F 所 以 一 0 8 e E 0 8 n k T BJ J 0 6 9 J相 应 的计算 公式 为 维普资讯 铁 造 标 准议 计 2 0 0 0 年 1 0月第 2 0卷第 1 0 期 啪 话 二者计 算结 果 相差 甚大 有 时后 者 较前 者 大2 5 经研 究 分析后 采用d 一 0 8 d E 1 1 譬 2 关 于预应 力混凝土结 构分类 8 5 桥规 要 求预 应 力混 凝土结构 在运营荷 载下不得 出现 拉 应力 铁路 部分预应 力混凝 土梁设计 及验收 规 定 TB J 1 0 6 9 1 规 定部 分预应 力 混凝 土结 构按 A 类 部分 预应力 允许 出现 拉应 力但 不允 许 开裂 和 B类 部分 预应 力 允 许开裂 构 件分 类 本规范 取消 了部分预应 力的提 法 将预 应力 结 构按 应 力情 况分 为 不 允许 出现 拉应 力的预 应 力混 凝土 结构 允 许 出现拉应 力但 不允 许开 裂 的结 构 以及 允许 开裂 的构件三类 3 正如 2 2中 5 所述 在 严重 环 境腐 蚀 条 件下 不 得采 用 允许 开裂 的预 应 力混 凝土结 构 4 关 于斜截 面主 应 力 的计 算 方 法 8 5 桥 规 和 铁路部分 预应 力混凝土梁 设计 及验 收规 定 TB J 1 0 6 9 1 略有 不 同 8 5 桥规 中计算 主拉应 力的限值 取混凝 土抗拉极 限强 度 而 规 定 中计算 主应 力时直接 采用 计算 荷载 相 应的 主拉应 力限 值 取 0 8倍 混凝 土抗 拉极 限 强度 本规范 引入系数 K 对于 不允许 出现 拉应 力 的 构件 进 行 抗 裂性 计算 时 K 取 抗 裂 安 全 系 数 q 相应 的计算结 果与 8 5 桥规 一致 对于 允 许 出现 拉应 力和 允许 开裂 的构件 K 取 1 0 相 应计 算结 果与 规 定 一致 但 对主 拉应 力 的限 值作 了修改 由 0 8 5 改为 o 7 5 根据 损失产 生的顺序 调 整了预应 力损 失 的代 号 6 允许 开裂 的预应 力混凝土 粱 即 以往 称 B类部 分 预应 力混凝 土 梁 原 规 定 规 定在 恒 载 作用 下不 允许 消 压 但 根据 建 筑部 门的试 验 指 出应 满足 恒 载作 用 下保 持 1 MP a的压 力才 能保证在 列车活 载通过后 裂缝闭合 故本 规范 第 6 3 1 8 条 规 定 对允许 开裂的预应 力混 凝土 受弯构件 在恒载作用下 正截面混凝土受拉区 压 应 力 扣 除 全 部 应 力 损 失 后 不 应 低 于 1 0 M Pa 7 为适 应允许 开裂截面应 力的计算 将 由 于预加 力产生 的混凝土 正应 力分成未 扣除混 凝 土收缩 徐变引起的损失时混凝土应力 和扣 除 混凝土 收 缩 徐变 引起 的损 失后 的混凝 土应 力 1 二部分 6关于反 靡阻的考 虑 在计算 由于 锚 头变 形 钢 筋 回缩和 接 缝压 缩 引起 的应 力损 失时 可 考虑 钢筋 与管 道 间反 向摩擦 的影 响按 附录 E的规 定计算 对 于 对称 张 拉的 简支 梁 考 虑反 向摩 擦时 可近似将 跨中 回缩值取端 部 的 1 2计算 7 提 高高 强低 松弛钢绞 线的疲 劳最大 应 力 降 低 其应 力增量允许 值 根据 高强 低松弛钢绞 线疲 劳试验 结果 修 改了钢绞线 的疲 劳最大 应力及 应力增量 的允许 值 9 6 桥规 第 6 3 3 0条 规 定在 运营 荷 载作 用 下 预 应 力钢 筋 中的最大应 力 扣除全 部应力 损 失后 对 钢丝 粗 钢 筋不应 超过 0 5 5 R 对 钢 绞线 不应超过 0 5 R 当 P 0 8 5 则其 容许 应 力对钢丝 粗钢 筋可提高到 0 6 R 对钢 绞线 可提高 到 0 5 5瞄 该条规 定当 时一 方面 由于国 内钢绞线 的质 量 不 尽人 意 另一方 面钢绞 线 的抗拉 强度 也不 高 当时 7 雪5钢绞 线 R 仅 1 4 7 0MP a及 1 5 7 0 MP a 近几 年来钢 绞线 质量有 很大 改进 R 也 提 高得 较快 采用 了 R 一 1 7 2 0 MP a及 1 8 6 0 MP a二种 因此经 常碰到疲 劳应 力通不 过 的情 况 无奈 只能 降低 张拉控制应 力 增大 了钢绞 线 用 量 经 部建设 司 同意 铁 研院 专 业院 联合 进 行高 强 低松弛钢 绞线的疲 劳试验 本规范 根据 试 验结果 及实际作 用情况取 消了最 小应 力与 最 大 应 力 比P 0 8 5 及 0 8 5的区分 将各种 预 应 力钢 材 的 最大 应 力统 一 为 0 6 0 并将 钢 绞 线 的应 力变 化幅 的允 许 值 由 1 5 0 MP a改 为 1 40 M Pa 维普资讯 新 隧规 采 用概 率极 限状 态设 计 法 简介 铁 路工程技 术标 准所 倪 光斌 铁道 部第二勘 测设 计 院桥隧处 王 克家 一 摘要阐述 新版 铁 路隧道设 计规 范 3 TB 1 0 0 0 3 9 9 结 构设 计 采用概率 极限 状态方法 的前期科 研I作 介 绍新隧规 结构设 计部分 的主要修 订 内容 结构极 限状 态 设 计 法的建立和 表述 以及隧道稳 定性位 移判别和稳 定可 靠指 标的计算 以利新 隧规 率 极限 状态 设计 法 9 9 铁 道部 已以铁 建 函 1 9 g 9 1 5 7号 文批 准发 布为强制性行 业标准 自 1 9 9 9年 9月 1日起旅 行 这本新 隧规采 用 了概率极 限状态设计 法 使 隧道工 程结构 设计提 高到一个 新水 平 为 了便 于 新隧 规 的实 施 现 对隧道 结构 设 计这 一重 大 变更 作如 下介绍 1 新隧规修订前的科研工作 工程 结构 设计 由定值法 向概率 法 过 旌 是 国内外 科技 发 展的 必然 趋势 也 是 我 国结 构 设 计规范改 革的有效途径 鉴 于隧道 支护结 构所 处的环境 条件复 杂 荷 载和 抗力 不明确 作用 机 理 与 地 面结构 不 尽相 同 按 可靠性 理 论改 规难 度很大 在新隧 规修 订前 铁道部 建设司 曾立题 组织 开展 了以结构可 靠性 理论为 基础修订 铁路 隧道 设计规 范 的可行性 研究 从 1 9 8 9 年 1 2月 开始 由铁专院 西 南交大 北方交大 和石家 庄 兰 州 长 沙铁 道 学 院 组 成 课题 组 进 行 研 究 于 1 9 9 1年 9 月完成 通过这项可行性研究的论证 表 明 按可 靠度 修订 隧规结构设 计部分是 可行 另外根据 国外 研究 结果 在 开裂截面 上 由 于存 在管道 与钢丝 钢 绞线 之间的擦 伤 据疲 劳 试验 资抖 疲劳 强度会 降 低 鉴于国 内 尚无开裂 截 面 的预 应 力筋 疲劳 试验 资料 无 法定 量给 出 折 减 系数 因此 本 规范仅 定性 地 提 出对于 开 裂 截面 钢丝 钢绞 线的应力幅容许值应适当折 减 以引起 设