桥台意见书演示系统PPT课件

1、三、三、设计依据设计依据（一）京沪高速铁路设计暂行规定（以下简称高速暂规）（二）铁建设1999139号文批准的以下规范（以下简称桥规）：铁路桥涵设计基本规范（TB 10002.199）铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范（TB 10002.399）铁路桥涵混凝土和砌体结构设计规范（TB 10002.499）铁路桥涵地基和基础设计规范（TB 10002.599） 第1页/共144页（三）国家计划委员会计标19871609号文批准的铁路工程抗震设计规范（GBJ11187）（以下简称震规） （四）新建铁路桥上无缝线路设计暂行规定（以下简称无缝线路暂规） 第2页/共144页四、四、设计原则及内

2、容设计原则及内容 （一）设计列车活载采用“ZK活载”，详见图1、图2。1跨度或影响线加载长度大于6m的简支或连续结构，采用ZK标准活载图式（一）作为设计活载图式。2跨度或影响线加载长度等于或小于6m的简支或连续结构，采用ZK标准活载图式（二）作为设计活载图式。3根据ZK标准活载分别作用于每一条线，选定产生基底最大应力及最大偏心时的最不利荷载位置。双线荷载作用时按100%计，不予折减。最不利荷载组合见图3、图4。第3页/共144页第4页/共144页第5页/共144页第6页/共144页4曲线上离心力按高速暂规第条办理，离心力的大小等于ZK静活载乘以系数C，C按下列公式进行计算： 式中 V 设计速度

3、（km/h）； R 曲线半径（m）； RfVC1272LVVf88. 2175. 181480012025. 1第7页/共144页 f 荷载折减系数。当采用ZK标准活载（一）时，按上述公式计算。当采用ZK标准活载（二）时，按上述公式计算的f值还须乘以系数0.8。当L2.88m或V120km/h时，f值取1.0。当计算f值大于1.0时取1.0。 离心力按水平向外作用于轨顶以上1.8 m处。 曲线桥梁应分别按V=350km/h和V=120km/h两种情况进行计算，同时还应考虑没有离心力时列车活载作用的情况。第8页/共144页5. 土压力计算（1）主动土压力 按桥规附录A，B公式计算，台身按土与台背

4、的实际接触面计算；基础后端按假想的斜墙背计算。如图5所示。（2）台前主动土压力 计算土层厚度的确定： 当地面至基底总深度h2.5m时，采用2.5m。 当地面至基底总深度h2.5m时，采用h（铺砌面至基底）。第9页/共144页第10页/共144页（3）台前主动土压力及静止土压力均按前端基础最外襟边作为垂直概化墙背计算，静止土压力计算中的侧压力系数=0.5,计算宽度均按各层基础的加权平均值计。 以上计算式中内摩擦角=40，外摩擦角=/2, 土的容重=22kN/ m3。 6列车横向摇摆力为活载主力，按京沪暂规第条，取100 kN，作为一个集中荷载取最不利位置，以水平方向垂直线路中线作用于钢轨顶面，且

5、只计任一线上的横向摇摆力。 空车时不考虑横向摇摆力。第11页/共144页 7制动力或牵引力的计算按高速暂规第条规定办理，即：制动力或牵引力按列车竖向静活载的10%计算，当与离心力同时计算时，则按竖向静活载的7%计算。 双线桥采用一线的制动力或牵引力。（二）上部建筑：梁上线路设备、挡碴墙、电缆槽、接触网柱、栏杆、遮板、防水层及保护层等，有碴时按160.4 kN/m（直线）和177.8 kN/m（曲线）考虑，无碴时按108.8 kN/m（直线）和116.8 kN/m（曲线）考虑。（三）风荷载强度W： 有车时：W=K1 K2W080%且1250 Pa。 无车时：W= K1 K2W0。 施工荷载：W=

6、 500 Pa。 第12页/共144页 K1：风载体型系数 K2：风压高度变化系数 W0：基本风压强度，800 Pa（京沪高速铁路上海地区最大） 设计还考虑桥上设置声屏障，声屏障按高出轨顶3.0m计。本设计取上述最不利者。 部位横向风压强度（Pa）纵向风压强度（Pa）K1K2有车无车K1K2有车无车列车1.31.08301040梁、声屏障1.31.08301040顶帽1.31.31.31.31.31.31.31.3台身 1.31.31.31.31.31.31.31.3 风压强度计算表（表中数值已取整）： 表3第13页/共144页（四）无缝线路作用于墩台顶的纵向水平力 京沪暂规第条规定：无缝线路

7、长钢轨纵向水平力和长钢轨断轨力引起的墩台顶纵向水平力，按梁轨共同作用进行计算，并作用于墩台上的支座中心处。符合无缝线路暂规的计算条件时，应按该规定办理。 断轨力为特殊荷载，均只计一根钢轨的断轨力。1设计时考虑无缝线路作用于桥台顶的纵向力伸缩力、挠曲力和断轨力，并按桥台位于无缝线路固定区考虑。第14页/共144页2长钢轨纵向力按新建铁路桥上无缝线路设计暂行规定的规定计算。简支梁桥台按固定区取值，其中伸缩力按暂规附录B中表取用；挠曲力按表取用；断轨力按条规定计算；连续梁桥台按支座摩阻力控制。第15页/共144页 3无缝线路作用于桥墩顶的纵向力组合原则（1）同一股钢轨作用于墩顶的伸缩力、挠曲力和断轨

8、力相互独立，不作叠加；（2）伸缩力、挠曲力和断轨力不与同线的竖向活载、离心力、牵引力或制动力组合。（3）伸缩力、挠曲力按主力考虑，断轨力按特殊荷载考虑。（4）伸缩力、挠曲力和断轨力作用在轨底，检算桥墩时移至桥墩支座铰中心，不计移动作用点所产生的竖向力或力矩。第16页/共144页4考虑无缝线路作用而增加的力的组合（1）主力（双线无车）：恒载 + 4股钢轨作用于墩顶的伸缩力或车前挠曲力；（2）主力+纵向附加力（一线有车、一线无车）：恒载+活载+一线列车制动或牵引作用于墩顶的制动力或牵引力+另一线两股钢轨作用于墩顶的伸缩力或车前挠曲力+其他纵向附加力；（3）主力+特殊荷载（双线无车）：恒载+一线一股

9、钢轨作用于墩顶的断轨力+另一股钢轨作用于墩顶的伸缩力+另一线两股钢轨作用在桥梁上的伸缩力或车前挠曲力。（4）主力+特殊荷载（一线有车，一线无车）：恒载+一线活载+另一线一股钢轨断轨力+另一线一股钢轨伸缩力。 桥台荷载组合详细内容见下表4,4,表5 5： 第17页/共144页3618 直线上简支梁、连续梁荷载组合表直线上简支梁、连续梁荷载组合表 表表4 4荷载组合内容双线行车主力恒载+基础变位+活载+横向摇摆力主力+纵附恒载+基础变位+活载+横向摇摆力+一线制动力+纵向风力主力+横附恒载+基础变位+活载+横向摇摆力+横向风力单线行车主力恒载+基础变位+活载+横向摇摆力主力+纵附恒载+基础变位+活

10、载+横向摇摆力+一线伸缩力（或挠曲力）+一线制动力+纵向风力主力+横附恒载+基础变位+活载+横向摇摆力+横向风力主力+特殊荷载恒载+基础变位+活载+横向摇摆力+另一线一股钢轨伸缩力+另一股钢轨断轨力恒载+基础变位+活载+横向摇摆力+纵向地震力恒载+基础变位+活载+横向摇摆力+横向地震力无车主力恒载+基础变位+双线伸缩力（或挠曲力）主力+特殊荷载恒载+基础变位+纵向地震力恒载+基础变位+横向地震力恒载+基础变位+一线一股钢轨伸缩力+另一股钢轨断轨力+另一线伸缩力（或挠曲力）架桥机荷载待定注: 简支梁不考虑基础变位。第18页/共144页 曲线上简支梁、连续梁荷载组合表曲线上简支梁、连续梁荷载组合表

11、 表表5 5荷载组合内容双线行车主力恒载+基础变位+活载+离心力+横向摇摆力主力+纵附恒载+基础变位+活载+离心力+横向摇摆力+一线制动力+纵向风力主力+横附恒载+基础变位+活载+离心力+横向摇摆力+横向风力单线行车主力恒载+基础变位+活载+离心力+横向摇摆力主力+纵附恒载+基础变位+活载+离心力+横向摇摆力+一线伸缩力（或挠曲力）+一线制动力+纵向风力主力+横附恒载+基础变位+活载+离心力+横向摇摆力+横向风力主力+特殊荷载恒载+基础变位+活载+离心力+横向摇摆力+另一线一股钢轨伸缩力+另一股钢轨断轨力恒载+基础变位+活载+离心力+横向摇摆力+纵向地震力恒载+基础变位+活载+离心力+横向摇摆

12、力+横向地震力无车主力恒载+基础变位+双线伸缩力（或挠曲力）主力+特殊荷载恒载+基础变位+纵向地震力恒载+基础变位+横向地震力恒载+基础变位+一线一股钢轨伸缩力+另一股钢轨断轨力+另一线伸缩力（或挠曲力）架桥机荷载待定注: 简支梁不考虑基础变位。第19页/共144页（五）设计时未考虑冰压力和船只、排筏、车具等撞击力。（六）台顶水平线刚度1设计时简支梁和连续梁台顶最小纵向水平线刚度K最小（kN/cm双线）必须满足3000kN/cm要求。2为使台顶水平线刚度满足要求，当台顶作用单位水平力（1kN）时，台顶水平总位移不得大于1/K最小（cm）。 台顶水平线刚度按下式计算：K = = 1211（kN/

13、cm） 第20页/共144页 式中：当台顶作用单位水平力（1kN）时台顶水平总位移（cm），含台身弹性变形及基础转角引起的墩顶位移。1当台顶作用单位水平力（1kN）时，由于台身弹性变形引起的台顶水平位移（cm）。2当台顶作用单位水平力（1kN）时，由于基础转动引起的台顶水平位移（cm）。可按下式计算：2=（H+h） 100 = aWCPhM0)(200（H+h）aWChH02)(200= 第21页/共144页 式中：基础的转角（rad）。 M基顶处的力矩（kNm）。 P基顶处的水平力（kN）。 H墩顶至基顶的高度（m）。 h基础的高度（m）。 C0基底土的竖向地基系数（kN/m3）；C0= m

14、0 h，当h10m时，C0=10 m0；m0为地基系数的比例系数。设计时，根据刚度限值和第（十）4条台顶位移的要求反求m0，但应在地基土合理的地基系数的比例系数范围内。 a基础底面顺外力作用方向的基础长度（m）。 W基底截面的抵抗矩（m3）。 第22页/共144页竖向地基系数的比例系数m0值参照“建技（1994）63号文”的规定采用，非岩石地基基本承载力对应m0值，详见下表6。地基基本基本承载力 (kPa)地基比例系数 (kPa/m2)0350500080000350040010000800004002%的排水坡，将台顶及混凝土块顶雨水排至纵向渗水层；台顶横向自中心起向两侧亦设置2%的排水坡，

15、通过挡碴墙底开的泄水孔，将台顶雨水排至横向渗水层。在砖墙底部设混凝土暗槽或埋管将台顶渗水排离路基范围以外（见图7）。第34页/共144页（十三）台后混凝土块： 为避免台后路基过渡段与桥台主体刚度相差悬殊对行车的不利影响，同时解决架桥机运架梁的支腿放置位置的问题，本设计自台身尾部起，根据锥体护坡线距离顶帽后缘30cm，台尾伸入路肩最少75cm的原则，确定台后混凝土块纵向设计长度应在2m3m之间，高度自台顶以下2m3m，混凝土块横向截面与台身相同。 混凝土块采用C20混凝土，其下部及两侧填料采用级配碎石+5%的水泥浆的办法处理。（见图7）第35页/共144页 （十四）检查设备高速暂规第条规定：长桥

16、宜每200m左右在梁底或梁缝设进人孔一处。设进人孔的墩台，高度超过4m时应设围栏和吊篮。 本设计在桥台顶帽横向支承垫石之间设置自顶帽顶向下1.4m起至与梁部开槽口相齐高度、横向宽2m、纵向伸入台背0.5m深的凹槽，供检查维修时使用。在桥台纵向及两侧设置围栏，围篮底与凹槽底相平。 在台前自地面起至凹槽底面，设置混凝土台阶式护坡，其坡度与两侧锥体护坡一致，横向两侧各伸出台身宽度1.0m，以便于从台身前部及两侧检修台顶支座。（见图7）第36页/共144页第37页/共144页（十五）抗震强度和稳定性验算：（1）根据震规进行抗震强度和稳定性验算。（2）桥台的地震作用采用静力法计算。（3）验算的荷载组合，

17、验算范围与普通双线铁路相同。 本图按不考虑地震力设计，并在优化设计出基础尺寸后，检算桥台整体适用的地震烈度。 （十六）目前因架桥机资料不详，暂无法确定其控制荷载图式进行设计检算。第38页/共144页五、主要轮廓尺寸第39页/共144页第40页/共144页 本次设计借鉴了“秦沈客运专线双线耳墙式桥台”及“双线耳墙式桥台（叁桥（03）4028）”在设计、施工以及试运营等方面的经验，依据“京沪高速铁路设计暂行规定”以及目前所有仍适用的规范规定设计。本图设计保留了双线耳墙式桥台简洁，轻盈的台身形式，去掉了对施工要求较高、易出现冻害的耳墙部分的设计，采用一字形桥台形式。通过对台后过渡段进行了简单易行的处

18、理（设置混凝土块），既改善了桥台主体结构的受力情况，又减小了架桥机在运梁、架梁过程中对桥台主体的不利影响。六、必要的方案比选第41页/共144页 结合京沪线的实际情况，设计重点考虑了以下几个方面：1. 景观要求。因京沪全线梁部基本采用单箱双线箱梁，梁底部宽度较小（6m左右），这就要求桥台横向尺寸不宜宽出梁底过多，才能与桥梁上部结构从视觉上产生和谐的美感。在拟定桥台横纵向尺寸时，除应满足台顶的构造要求外，应尽量缩小桥台的横向尺寸。本图按目前提供的梁及支座图尺寸，计算出满足构造要求的顶帽横向宽度应不小于6.8m，纵向长度不大于2.0m。第42页/共144页2. 刚度要求。高速铁路要求墩台必须具有足

19、够的刚度，根据“新建铁路桥上无缝线路暂行规定”的要求：桥台纵向水平线刚度K最小（kN/cm双线）必须满足3000kN/cm，这就要求桥台的台身及基础尺寸不宜压缩的过大。已完成设计的“双线耳墙式桥台”其台身横向宽度为7.8m，胸墙厚度2.0m，顶帽纵向长为1.8m，结合明挖基础优化出的桥台整体尺寸的情况来看，均能够满足桥台纵向刚度限值的要求。所以本图拟采用7.8m的顶帽及台身横向宽。胸墙的厚度是考虑在胸墙与梁端底部相接处需设置0.5m深、4.3m高、2.0m宽的检查口，该检查口消弱了整个胸墙截面，故胸墙取2.5m厚度。第43页/共144页3. 地质情况的要求。京沪全线多数位于软土地基，基础采用桩

20、基的情况较多，所以在桥台台身尺寸拟定时还必须结合基础的配置情况统筹考虑。按目前确定的台身尺寸，当采用1m桩径的摩擦桩，桩长按35m计算，桥台横、纵向水平线刚度K=3000kN/cm作为控制设计的条件时，在地基较差的情况下（桩周m0=3000 kPa/cm2, 承台侧m0=0 kPa/cm2）,按满足规范构造要求拟定的承台尺寸，采用梅花桩的布置形式，能够满足纵向刚度限值要求。所以由此可得出结论：按目前拟定的桥台尺寸，比较容易配置桩基础。第44页/共144页4. 施工要求。目前尚没有针对京沪线的架桥机和运梁车资料，因此无法进行检算。借鉴秦沈线在台后耳墙范围内设置混凝土块以利于支腿放置及运梁车平稳上

21、台的经验，本次设计取消了耳墙的设计，保留了混凝土块的做法，使混凝土块既作为施工中必不可少的附属结构，又起到了连接路基和桥台这一软一硬的过渡段的作用。 另外，设计借鉴国外高速铁路的做法，在台身两侧及台后与混凝土块间砌筑空心砖渗水层，解决了台顶排水的问题。第45页/共144页5. 附属工程的要求。 本图附属工程的设计与以前的设计有所不同：1.检查口的设置，便于从梁内下到墩台顶检查维修 支座。2.桥台两侧锥体采用级配碎石+5%水泥浆填筑。3.采用台阶作为台前锥体护坡的一部分，一方面便于从地面上到顶帽检修支座，另一方面从整体看也较为美观。4.在台阶顶部桥台三侧设置围篮。5.挡碴墙采用与梁部设计相同的形

22、式，纵向延长至混凝土块尾部。 第46页/共144页（一）支承垫石当采用盆式橡胶支座时，采用C40钢筋混凝土；当采用钢支座时，采用C30钢筋混凝土.（二）顶帽及以下0.9m范围内台身均采用C30钢筋混凝土。（三）台身及台后混凝土砌块均采用C20混凝土。（三）明挖基础采用C20混凝土。（四）钢筋：主筋采用级（HRB335）钢筋，其余采用级（Q235）钢筋。（五）台后混凝土块以下填料及桥台两侧锥体均采用级配碎石+5%水泥浆压实填筑。七、选用材料第47页/共144页（一）支承垫石和顶帽尺寸拟定考虑曲线半径R1400m的情况。（二）连续梁临时支座尺寸暂按 “桥梁矩形板式橡胶支座GJZ”和“桥梁圆形板式橡

23、胶支座GYZ”考虑。（三）设计采用专为京沪高速铁路设计的架桥机和运梁车，但目前尚无这方面的资料。 八、编制施工图需说明的问题第48页/共144页本图图幅统一采用297420mm。共分三册，每册内容如下：第一册：设计说明书、桥台构造图、台身尺寸及工程数量表、基底压应力、基础尺寸、工程数量及最小摩擦系数、m0值表。第二册：设计说明书、顶帽图及支承垫石钢筋布置图、台顶构造及防水层、检查设备及附属工程数量表等。第三册：设计说明书、基顶外力表。九、图纸组成第49页/共144页第二部分 单线一字形桥台第50页/共144页 一、一、任务来源任务来源 六、必要的方案比选二、适用范围三、设计依据四、设计原则及内

24、容五、主要轮廓尺寸七、选用材料 九、图纸组成八、编制施工图需说明的问题第51页/共144页一、一、任务来源任务来源 第52页/共144页二、二、适用范围适用范围 （一）本图按单线、平坡、直线及曲线设计。设计时速V和适用的曲线半径R按满足V=160km/h200km/h，R1400m考虑。 （二）设计跨度及与其配合的梁图：本设计图配合专院“单线整孔简支箱梁（图号：专桥京沪）”系列梁图设计使用。设计跨度及梁型见下表1。 表1 第53页/共144页 （三）支座类型：按铁科院“京沪高速铁路简支箱梁用盆式橡胶支座图号：JHPZ简”和“京沪高速铁路连续梁用盆式橡胶支座图号：JHPZ”设计，预留采用钢支座的

25、条件。 （四）桥台外形及设计填土高度：考虑桥台身大部分被锥体覆盖，外露部分较少，所以在桥台外形上仍采用斜坡式台身，台身前坡为5:1，后坡为直坡，台身截面为矩形截面。为了简化类型，方便使用，同时考虑梁部施工方案，各跨度的连续梁、简支梁的桥台外形均采用一字形的截面型式。第54页/共144页跨 度(m)2432填 土 高(m)5858台身入土深(m)0303非岩石地基基础层数1313地面至基底高度1616岩石地基基础层数11地面至基底高度1414 简支梁台身及基础设计范围见下表： 表2第55页/共144页 （五）同一跨度的有碴桥面和无碴桥面合并设计。同一跨度的直曲线台身合并设计，但基础分别进行设计。

26、简支梁桥台按设固定支座设计。第56页/共144页（六）基础按明挖基础设计。考虑京沪线全线无硬质岩地基的情况，故按非岩石和软质岩地基设计，按直线和曲线分别设计。对非岩石基础，基础层数13层，基底应力设计从300kPa起算至能够优化出的最大应力值，按100 kPa分级设计；对于软质岩地基，按基底偏心控制设计，提供最大基底应力。基底压应力如为主力+附加力控制时，均折算为主力。第57页/共144页（七）本图按不考虑地震力设计。根据铁路工程抗震设计规范（GBJ11187）的规定，在优化设计出基础尺寸后，进行桥台整体地震力检算，提供其适用的地震烈度。第58页/共144页三、三、设计依据设计依据（一）京沪高

27、速铁路设计暂行规定（以下简称高速暂规）（二）铁建设1999139号文批准的以下规范（以下简称桥规）：铁路桥涵设计基本规范（TB 10002.199）铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范（TB 10002.399）铁路桥涵混凝土和砌体结构设计规范（TB 10002.499）第59页/共144页铁路桥涵地基和基础设计规范（TB 10002.599）（三）国家计划委员会计标19871609号文批准的铁路工程抗震设计规范（GBJ11187）（以下简称震规） （四）新建铁路桥上无缝线路设计暂行规定（以下简称无缝线路暂规） 第60页/共144页四、四、设计原则及内容设计原则及内容 （一）设计列车活

28、载采用“ZK活载”，详见图1、图2。 1跨度或影响线加载长度大于6m的简支或连续结构，采用ZK标准活载图式（一）作为设计活载图式。2跨度或影响线加载长度等于或小于6m的简支或连续结构，采用ZK标准活载图式（二）作为设计活载图式。3根据ZK标准活载分别作用于每一条线，选定产生基底最大应力及最大偏心时的最不利荷载位置。双线荷载作用时按100%计，不予折减。最不利荷载组合见图3，桥台荷载组合详细内容见下表4 4、表5 5。 第61页/共144页第62页/共144页第63页/共144页 直线上简支梁荷载组合表 表4荷载组合内容单线行车主力恒载+活载+横向摇摆力主力+纵附恒载+活载+横向摇摆力+制动力+

29、纵向风力主力+横附恒载+活载+横向摇摆力主力+特殊荷载恒载+活载+横向摇摆力+纵向地震力恒载+活载+横向摇摆力+横向地震力无车主力恒载+两股钢轨伸缩力（或挠曲力）主力+特殊荷载恒载+一股钢轨伸缩力+另一股钢轨断轨力架桥机荷载待定第64页/共144页 曲线上简支梁荷载组合表 表5荷载组合内容单线行车主力恒载+活载+横向摇摆力+离心力主力+纵附恒载+活载+横向摇摆力+离心力+制动力+纵向风力主力+横附恒载+活载+横向摇摆力+离心力主力+特殊荷载恒载+活载+横向摇摆力+离心力+纵向地震力恒载+活载+横向摇摆力+离心力+横向地震力无车主力恒载+两股钢轨伸缩力（或挠曲力）主力+特殊荷载恒载+一股钢轨伸缩

30、力+另一股钢轨断轨力架桥机荷载待定第65页/共144页4曲线上离心力按高速暂规第条办理，离心力的大小等于ZK静活载乘以系数C，C按下列公式进行计算： 式中 V 设计速度（km/h）； R 曲线半径（m）； RfVC1272LVVf88. 2175. 181480012025. 1第66页/共144页 f 荷载折减系数。当采用ZK标准活载（一）时，按上述公式计算。当采用ZK标准活载（二）时，按上述公式计算的f值还须乘以系数0.8。当L2.88m或V120km/h时，f值取1.0。当计算f值大于1.0时取1.0。 离心力按水平向外作用于轨顶以上1.8 m处。 曲线桥梁应分别按V=350km/h和V

31、=120km/h两种情况进行计算，同时还应考虑没有离心力时列车活载作用的情况。第67页/共144页5. 土压力计算（1）主动土压力 按桥规附录A，B公式计算，台身按土与台背的实际接触面计算；基础后端按假想的斜墙背计算。如图4所示。（2）台前主动土压力 计算土层厚度的确定 当地面至基底总深度h2.5m时，采用2.5m。 当地面至基底总深度h2.5m时，采用h（铺砌面至基底）。第68页/共144页第69页/共144页（3）台前主动土压力及静止土压力均按前端基础最外襟边作为垂直概化墙背计算，式中内摩擦角=40，外摩擦角=/2, =22kN/ m3, 静止土压力计算中的侧压力系数=0.5,计算宽度均按

32、各层基础的加权平均值计。6列车横向摇摆力为活载主力，按京沪暂规第条，取100 kN，作为一个集中荷载取最不利位置，以水平方向垂直线路中线作用于钢轨顶面，且只计任一线上的横向摇摆力。 空车时不考虑横向摇摆力。第70页/共144页 7制动力或牵引力的计算按高速暂规第条规定办理，即：制动力或牵引力按列车竖向静活载的10%计算，当与离心力同时计算时，则按竖向静活载的7%计算。 （二）上部建筑：梁上线路设备、挡碴墙、电缆槽、接触网柱、栏杆、遮板、防水层及保护层等，有碴时按 kN/m（直线）和 kN/m（曲线）考虑，无碴时按 kN/m（直线）和 kN/m（曲线）考虑（目前尚无资料）。（三）风荷载强度W：

33、有车时：W=K1 K2W080%且1250 Pa。 无车时：W= K1 K2W0。 施工荷载：W= 500 Pa。 第71页/共144页 K1：风载体型系数 K2：风压高度变化系数 W0：基本风压强度，800 Pa（京沪高速铁路上海地区最大） 设计还考虑桥上设置声屏障，声屏障按高出轨顶3.0m计。本设计取上述最不利者。 风压强度计算如下表（表中数值已取整） 表6 部位横向风压强度（Pa）纵向风压强度（Pa）K1K2有车无车K1K2有车无车列车1.31.08301040梁、声屏障1.31.08301040顶帽1.31.383010401.11.0700880台身 1.31.083010401.1

34、1.0700880第72页/共144页（四）无缝线路作用于墩台顶的纵向水平力 京沪暂规第条规定：无缝线路长钢轨纵向水平力和长钢轨断轨力引起的墩台顶纵向水平力，按梁轨共同作用进行计算，并作用于墩台上的支座中心处。符合无缝线路暂规的计算条件时，应按该规定办理。 断轨力为特殊荷载，均只计一根钢轨的断轨力。1设计时考虑无缝线路作用于桥台顶的纵向力伸缩力、挠曲力和断轨力，并按桥台位于无缝线路固定区考虑。第73页/共144页2长钢轨纵向力按新建铁路桥上无缝线路设计暂行规定的规定计算。简支梁桥台按固定区取值，其中伸缩力按暂规附录B中表取用；挠曲力按表取用；断轨力按条规定计算；连续梁桥台按支座摩阻力控制。第7

35、4页/共144页3无缝线路作用于桥墩顶的纵向力组合原则（1）同一股钢轨作用于墩顶的伸缩力、挠曲力和断轨力相互独立，不作叠加；（2）伸缩力、挠曲力和断轨力不与同线的竖向活载、离心力、牵引力或制动力组合。（3）伸缩力、挠曲力按主力考虑，断轨力按特殊荷载考虑。（4）伸缩力、挠曲力和断轨力作用在轨底，检算桥墩时移至桥墩支座铰中心，不计移动作用点所产生的竖向力或力矩。第75页/共144页 4考虑无缝线路作用而增加的力的组合（1）主力无车：恒载 + 2股钢轨作用于台顶的伸缩力或车前挠曲力；（2）主力+特殊荷载（无车）：恒载+一股钢轨作用于台顶的断轨力+另一股钢轨作用于台顶的伸缩力。（五）设计时未考虑冰压力

36、和船只、排筏、车具等撞击力。第76页/共144页（六）台顶水平线刚度1设计时简支梁和连续梁台顶最小纵向水平线刚度K最小（kN/cm双线）必须满足1500kN/cm要求。2为使台顶水平线刚度满足要求，当台顶作用单位水平力（1kN）时，台顶水平总位移不得大于1/K最小（cm）。 台顶水平线刚度按下式计算：K = = 1211（kN/cm） 第77页/共144页 式中：当台顶作用单位水平力（1kN）时台顶水平总位移（cm），含台身弹性变形及基础转角引起的墩顶位移。1当台顶作用单位水平力（1kN）时，由于台身弹性变形引起的台顶水平位移（cm）。2当台顶作用单位水平力（1kN）时，由于基础转动引起的台顶

37、水平位移（cm）。可按下式计算：2=（H+h） 100 = aWCPhM0)(200（H+h）aWChH02)(200= 第78页/共144页 式中：基础的转角（rad）。 M基顶处的力矩（kNm）。 P基顶处的水平力（kN）。 H墩顶至基顶的高度（m）。 h基础的高度（m）。 C0基底土的竖向地基系数（kN/m3）；C0= m0 h，当h10m时，C0=10 m0；m0为地基系数的比例系数。设计时，根据刚度限值和第（十）4条台顶位移的要求反求m0，但应在地基土合理的地基系数的比例系数范围内。 a基础底面顺外力作用方向的基础长度（m）。 W基底截面的抵抗矩（m3）。 第79页/共144页竖向地

38、基系数的比例系数m0值参照“建技（1994）63号文”的规定采用，非岩石地基基本承载力对应m0值，详见下表 黏性土及砂类土黏性土及砂类土 表表7地基基本基本承载力 (kPa)黏性土地基比例系数 (kPa/m2)0350500080000350040010000800004002%的排水坡，将台顶雨水排至纵向渗水层；台顶横向自中心起向两侧设置2%的排水坡，通过挡碴墙底开的泄水孔，将台顶雨水排至横向渗水层。在砖墙底部设混凝土暗槽或埋管将台顶渗水排离路基范围以外（见图6）。第91页/共144页（十三）台后混凝土块： 为避免台后路基过渡段与桥台主体刚度相差悬殊对行车的不利影响，同时解决架桥机运架梁的支

39、腿放置位置的问题，本设计自台身尾部起，根据锥体护坡线距离顶帽后缘30cm，台尾伸入路肩最少75cm的原则，确定台后混凝土块纵向设计长度应在2m3m之间，高度自台顶以下2m3m，混凝土块横向截面与台身相同。 混凝土块采用C20混凝土，其下部及两侧填料采用级配碎石+5%的水泥浆的办法处理。（见图6）第92页/共144页 （十四）检查设备高速暂规第条规定：长桥宜每200m左右在梁底或梁缝设进人孔一处。设进人孔的墩台，高度超过4m时应设围栏和吊篮，本设计考虑台阶用于检查。 本设计在桥台顶帽横向支承垫石之间设置自顶帽顶向下1.4m起至与梁部开槽口相齐高度、横向宽2m、纵向伸入台背1.0m深的凹槽，供检查

40、维修时使用。在桥台纵向及两侧设置围栏，围篮底与凹槽底相平。 在台前自地面起至凹槽底面，设置混凝土台阶式护坡，其坡度与两侧锥体护坡一致，横向两侧各伸出台身宽度1.0m，以便于从台身两侧检修台顶支座。（见图6）第93页/共144页第94页/共144页（十五）抗震强度和稳定性验算：（1）根据震规进行抗震强度和稳定性验算。（2）桥台的地震作用采用静力法计算。（3）验算的荷载组合，验算范围与普通双线铁路相同。 本图按不考虑地震力设计，并在优化设计出基础尺寸后，检算桥台整体适用的地震烈度。 （十六）目前因架桥机资料不详，暂无法确定其控制荷载图式进行设计检算。第95页/共144页五、主要轮廓尺寸第96页/共

41、144页第97页/共144页本次设计借鉴了“秦沈客运专线双线错线耳墙式桥台”及“单线耳墙式桥台（叁桥（03）4024）”在设计、施工以及试运营等方面的经验，依据“京沪高速铁路设计暂行规定”以及目前所有仍适用的规范规定设计的。本图设计保留了单线耳墙式桥台简洁，轻盈的台身形式，去掉了对施工要求较高、易出现冻害的耳墙部分的设计，采用一字形桥台形式。通过对台后过渡段进行了简单易行的处理（设置混凝土块），既改善了桥台主体结构的受力情况，又减小了架桥机在运梁、架梁过程中对桥台主体的不利影响。六、必要的方案比选第98页/共144页 结合京沪线的实际情况，设计重点考虑了以下几个方面：1. 景观要求。因京沪全线

42、梁部基本采用单箱双线箱梁，梁底部宽度较小（3m左右），这就要求桥台横向尺寸不宜宽出梁底过多，才能与桥梁上部结构从视觉上产生和谐的美感。在拟定桥台横纵向尺寸时，除应满足台顶的构造要求外，应尽量缩小桥台的横向尺寸。本图按目前提供的梁及支座图尺寸，计算出满足构造要求的顶帽横向宽度应不小于4.0m，纵向长度不大于1.8m。第99页/共144页2. 刚度要求。高速铁路要求墩台必须具有足够的刚度，根据“新建铁路桥上无缝线路暂行规定”的要求：桥台纵向水平线刚度K最小（kN/cm双线）必须满足1500kN/cm，这就要求桥台的台身及基础尺寸不宜压缩的过大。已完成设计的“双线耳墙式桥台”其台身横向宽度为3.8m

43、，胸墙厚度2.0m，顶帽纵向长为1.5m，结合明挖基础优化出的桥台整体尺寸的情况来看，均能够满足桥台纵向刚度限值的要求。 本图参照“单线耳墙式桥台”，同时考虑台身最好与顶帽同宽，顶帽纵横向都无飞檐，拟定顶帽及台身横向宽度为4.0m。胸墙的厚度是考虑在胸墙与梁端底部相接处需设置0.5m深、4.3m高、1.0m宽的检查口，该检查口消弱了整个胸墙截面，故胸墙取2.5m厚度。 第100页/共144页3. 地质情况的要求。京沪全线多数位于软土地基，基础采用桩基的情况较多，所以在桥台台身尺寸拟定时还必须结合基础的配置情况统筹考虑。按目前拟定的桥台尺寸，比较容易配置桩基础。第101页/共144页4. 施工要

44、求。目前尚没有针对京沪线的架桥机和运梁车资料，因此无法进行检算。借鉴秦沈线在台后耳墙范围内设置混凝土块以利于支腿放置及运梁车平稳上台的经验，本次设计取消了耳墙的设计，保留了混凝土块的做法，使混凝土块既作为施工中必不可少的附属结构，又起到了连接路基和桥台这一软一硬的过渡段的作用。 另外，设计借鉴国外高速铁路的做法，在台身两侧及台后与混凝土块间砌筑空心砖渗水层，解决了台顶排水的问题。第102页/共144页5. 附属工程的要求。 本图附属工程的设计与以前的设计有所不同：1.检查口的设置，便于从梁内下到墩台顶检查维修 支座。2.桥台两侧锥体采用级配碎石+5%水泥浆填筑。3.采用台阶作为台前锥体护坡的一

45、部分，一方面便于从地面上到顶帽检修支座，另一方面从整体看也较为美观。4.在台阶顶部桥台三侧设置围篮。5.挡碴墙采用与梁部设计相同的形式，纵向延长至混凝土块尾部。 第103页/共144页（一）支承垫石当采用盆式橡胶支座时，采用C40钢筋混凝土；当采用钢支座时，采用C30钢筋混凝土.（二）顶帽及以下0.9m范围内台身均采用C30钢筋混凝土。（三）台身及台后混凝土砌块均采用C20混凝土。（三）明挖基础采用C20混凝土。（四）钢筋：主筋采用级（HRB335）钢筋，其余采用级（Q235）钢筋。（五）台后混凝土块以下填料及桥台两侧锥体均采用级配碎石+5%水泥浆压实填筑。七、选用材料第104页/共144页

46、设计时采用满足京沪高速铁路运架梁要求的运梁车和架桥机，但目前尚无这方面的资料。八、编制施工图需说明的问题第105页/共144页本图图幅统一采用297420mm。共分两册，每册内容如下： 第一册：设计说明书、桥台构造图、台身尺寸及工程数量表、顶帽图及支承垫石钢筋布置图、台顶构造及防水层、检查设备及附属工程数量表等。 第二册：设计说明书、基底压应力、基础尺寸、工程数量及最小摩擦系数、m0值表。九、图纸组成第106页/共144页第三部分 双线斜交一字形桥台第107页/共144页 一、一、任务来源任务来源 六、必要的方案比选二、适用范围 三、设计依据 四、设计原则及内容 五、主要轮廓尺寸 七、选用材料

47、 九、图纸组成八、编制施工图需说明的问题第108页/共144页一、一、任务来源任务来源 第109页/共144页二、二、适用范围适用范围 （一）本图为配合正、斜交钢筋混凝土连续刚构桥而设计。 （二）按照一次建成双线、直线及曲线设计。设计时速V和适用的曲线半径R按满足V=350km/h， R 5500m考虑。直曲线上线间距均采用5.0m。 （三）设计跨度及与其配合的梁图：本图配合叁院“京沪高速铁路通用设计图钢筋混凝土连续刚构桥”系列梁设计使用。 第110页/共144页 （四）支座类型：按铁科院 “京沪高速铁路连续梁用盆式橡胶支座图号：JHPZ”设计，预留采用钢支座的条件。 盆式橡胶支座支座中心距2

48、.5m，支座布置为：纵向活动支座设置在每线桥梁内侧，双向活动支座设置在每线桥梁外侧。桥台均采用活动支座。第111页/共144页（五）桥台外形及设计填土高度：考虑桥台身大部分被锥体覆盖，外露部分较少，所以在桥台外形上仍采用斜坡式台身，台身前坡为5:1，后坡为直坡。考虑景观效果，台身横向截面与刚构连续梁下部刚壁或墩身横向截面型式相同，为平行四边形截面。托盘、顶帽截面形式亦采用平行四边形截面，台身、托盘和顶帽在截面锐角区均抹角5cm；顶帽按钢筋混凝土结构设计，台身按混凝土结构设计。设计范围见下表。 第112页/共144页 桥台设计范围表 表1第113页/共144页（六）同一跨度的直曲线桥台身合并设计

49、。但基础分别进行设计。（七）本图只做桥台上部结构设计，而不再优化设计基础。对于基础形式的选定，设计者应根据地质条件确定采用明挖基础或桩基。基础必须置于稳定的地层上，当地基土层为岩石、碎石、砾石、卵石、砂类土等较好地基，满足承载力要求时，可采用明挖基础。对于黏性土可均采用桩基基础。第114页/共144页（八）本图按不考虑地震力设计。根据铁路工程抗震设计规范（GBJ11187）的规定，只对桥台台身进行地震力检算，提供其适用的地震烈度。第115页/共144页三、三、设计依据设计依据（一）京沪高速铁路设计暂行规定（以下简称高速暂规）（二）铁建设1999139号文批准的以下规范（以下简称桥规）：铁路桥涵

50、设计基本规范（TB 10002.199）铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范（TB 10002.399）铁路桥涵混凝土和砌体结构设计规范（TB 10002.499）铁路桥涵地基和基础设计规范（TB 10002.599） 第116页/共144页（三）国家计划委员会计标19871609号文批准的铁路工程抗震设计规范（GBJ11187）（以下简称震规） （四）新建铁路桥上无缝线路设计暂行规定（以下简称无缝线路暂规） 第117页/共144页四、四、设计原则及内容设计原则及内容 （一）设计列车活载采用“ZK活载”，详见图1、图2。1跨度或影响线加载长度大于6m的简支或连续结构，采用ZK标准活载图

51、式（一）作为设计活载图式。2跨度或影响线加载长度等于或小于6m的简支或连续结构，采用ZK标准活载图式（二）作为设计活载图式。33根据钢构连续梁梁部计算所提供的垫石顶支承反力，结合梁部活载布载方式，确定产生基底最大应力及最大偏心时的控制图式如图3所示。双线荷载作用时两线均按台上实际布载情况计算，不予折减。第118页/共144页第119页/共144页第120页/共144页4曲线上离心力按高速暂规第条办理，离心力的大小等于ZK静活载乘以系数C，C按下列公式进行计算： 式中 V 设计速度（km/h）； R 曲线半径（m）； RfVC1272LVVf88. 2175. 181480012025. 1第1

52、21页/共144页 f 荷载折减系数。当采用ZK标准活载（一）时，按上述公式计算。当采用ZK标准活载（二）时，按上述公式计算的f值还须乘以系数0.8。当L2.88m或V120km/h时，f值取1.0。当计算f值大于1.0时取1.0。 离心力按水平向外作用于轨顶以上1.8 m处。 曲线桥梁应分别按V=350km/h和V=120km/h两种情况进行计算，同时还应考虑没有离心力时列车活载作用的情况。第122页/共144页 5. 土压力计算 （1）主动土压力 按桥规附录A，B公式计算，设计采用的内摩擦角=40度，外摩擦角=/2,台后填料的容重=22kN/ m3。 对于正交桥台，计算台后土压力时，台身按

53、土与台背的实际接触面计算；对于斜交桥台，a.当计算控制台身及基础前端应力及偏心的荷载图式（、）时，按正交桥台计算台后土压力。b. 当计算控制台身及基础后端应力及偏心的荷载图式（）时，亦按正交桥台计算土压力，但计算采用的台后土柱高度应适当折减。 （2）计算基顶外力时，不计台前主动土压力及静止土压力。第123页/共144页 6列车横向摇摆力为活载主力，按京沪暂规第条，取100 kN，作为一个集中荷载取最不利位置，以水平方向垂直线路中线作用于钢轨顶面，且只计任一线上的横向摇摆力。 空车时不考虑横向摇摆力。（二）上部建筑：梁上线路设备、挡碴墙、电缆槽、接触网柱、栏杆、遮板、防水层及保护层等，有碴时按1

54、60.4 kN/m（直线）和177.8 kN/m（曲线）考虑，无碴时按108.8 kN/m（直线）和116.8 kN/m（曲线）考虑。（三）风荷载强度W： 有车时：W=K1 K2W080%=830 Pa。 无车时：W= K1 K2W0=1040。 施工荷载：W= 500 Pa。 第124页/共144页 K1：风载体型系数 K2：风压高度变化系数 W0：W0：基本风压强度，600 Pa（京沪高速铁路上海地区最大）当桥上设置声屏障时，声屏障按高出轨顶3.0m计。第125页/共144页（四）台顶的纵向水平力台顶纵向水平力按支座摩阻力计算，支座摩擦系数按0.030.05取值。（五）设计时未考虑冰压力和

55、船只、排筏、车具等撞击力。（六）设计时未考虑运梁车运梁荷载，待运架设备确定后予以考虑。第126页/共144页（七）台顶的设计1垫石尺寸：主要配合铁科院“JHPZ简”和“JHPZ” 的支座设计，预留采用钢支座的条件。按高速暂规第条规定，并满足曲线布置时纵横向尺寸加宽的要求，设计其平面尺寸；垫石加高主要是为满足顶梁、维修和更换支座需要，其值根据梁底与顶帽顶的高差减去支座高度确定，梁底与顶帽顶的高差本图设计采用60cm。设计时按桥规有关规定设置钢筋。第127页/共144页2顶帽尺寸：在满足构造要求的条件下，顶帽横向不再突出台身，而是与台身相齐，顶帽上设置不小于3%的排水坡。3本次设计不再设置托盘，但

56、在顶帽以下1.3m直段高度范围内采用钢筋混凝土材料。4台顶道碴槽的设计与梁部一致，在梁台缝处顺接，其纵向长度延至台后混凝土块尾部。第128页/共144页（八）台身截面设计1台身截面：直曲线合并设计，横向垂直于线路方向的宽度为10m，截面形式为平行四边形。台顶悬臂部分与刚构联续梁截面形式相同，在梁台缝处正交对接。台身尺寸见下表2。2台身截面合力偏心距e必须满足铁路桥涵混凝土和砌体结构设计规范（TB10002.499）第条规定。截面偏心检算时，将基顶以上所有外力均化简至截面主轴平面内进行检算。 主力 e0.5S 主力+附加力 e0.6S主力+施工荷载 e0.7S第129页/共144页第130页/共144页S沿截面重心与合力作用点的连线上量取，自截面重心至该连线与截面外包轮廓线交点的距离。3. 线间距：直曲线上桥台均按线间距5.0m设