毕业设计高速铁路客运专线常用跨度桥梁设计

XX大学毕业设计（论文）PAGEPAGE811绪论1.1概述述述自1964年世世世界上第一一条条高速铁铁路—日本东海海道道新干线线建成成以来，日日本本、法国国、德德国、西西班牙牙、比利利时、英英国、韩韩国等等国已经经建成成并投入入使用用的时速250kkm高速铁路路已已达6350多km。可以说说铁铁路客运运专线线是一个个国家家经济社社会发发展到一一定程程度是适适应交交通运输输要求求的必然然产物物。按照照国务务院审议议通过过的«中长期铁铁路路网规划»，到2020年，我国国铁铁路运营营里程程将达到10万km，其中客客运运专线1.2万km。目前已已经经开工建建设的的京津、武武广广、郑西西等高高标准的的铁路路客运专专线规规模已达3200多km。铁路客客运运专线建建设是是一个庞庞大的的系统工工程，在在基础工工后沉沉降、无无碴轨轨道技术术、系系统集成成等方方面环节节多，技技术难度度大，虽虽然有秦秦沈客客运专线线建设设的经验验，但但尚没有有采用用无碴轨轨道客客运专线线系统统成熟的的经验验。在客客运专专线铁路路建设设中尚有有一些些问题需需要统统筹考虑虑以保保证我国国未来来铁路客客运网网的安全全、先先进和合合理。1.2客运运运专线的的线路路选线铁路客运专线建建建设应充充分体体现“以人为本本、服服务运输输、强强本简末末、着着眼发展”的铁路建建设设新理念念，由由于其铁铁路建建设标准准，线线路选线线的控控制因素素多，难难度大，但但线线路选线线的优优化与合合理性性直接关关系铁铁路和地地方经经济社会会的发发展，所所以，是是客运专专线建建设重视视的首首要问题题。在客运专线引入入入特大、大大城城市区段段的铁铁路，建建议加加强客运运专线线移入地地下的的设计方方案研研究。我我国城城市扩容容的潜潜力很大大，这这是经济济社会会发展的的需要要，也是是我国国人口多多的国国情实际际，铁铁路作为为百年年大计应应充分分考虑今今后城城市发展展需要要，不对对其造造成过多多的制制约。从从国外外高速铁铁路的的经验看看，轨轨道交通通在进进入大城城市的的主城区区时，引引入地下下对城城市的发发展制制约相对对要小小，比如如日本本东京、法法国国巴黎等等国际际都市的的地铁铁和城郊郊铁路路大多采采用这这种方式式。由由此带来来的问问题是铁铁路建建设投资资成本本的增加加，到到这部分分投资资的增加加主要要受益者者是城城市本身身，应应调动相相关地地方政府府的积积极性，研研究究确定铁铁路与与地方政政府合合理的投投资比比例加以以解决决。1.3京津津津城际轨轨道交交通工程程概况况京津城际轨道交交交通是环环渤海海京津冀冀地区区城际轨轨道交交通网的的重要要组成部部分，也也是沟通通北京京、天津津两大大直辖市市的便便捷通道道。线线路由北北京南南站东段段引出出，沿京京津高高速公路路第二二通道至至杨村村，后沿沿京山山铁路至至天津津站，正正线全全长113..5544kkm。2005年7月4日正式开开工工建设，将将于于2008年奥运会会前前正式通通车运运营，是是我国国开工建建设并并将最早早建成成的第一一条高高速客运运专线线铁路，即即一一流的工工程质质量、一一流的的装备水水平、一一流的运运营管管理。采采用国国际上最最先进进的无碴碴轨道道技术，确确保保列车高高速平平稳舒适适运行行，使京京津两两地间实实现30分钟到达达。京津城际轨道交交交通全线线桥梁梁总长度100..1171kkm。其中最最长长的桥梁梁为杨杨村特大大桥，全全桥长36.55kkm；该桥最最大大跨度大128mm..1.4京津津津城际轨轨道交交通桥梁梁工程程特点=1\*GB3①技术标准高全线采用无杂轨轨轨道技术术，桥桥梁必须须满足足高速客客运专专线无杂杂轨道道铁路技技术标标准要求求，桥桥梁的动动力性性能、刚刚度指指标、变变形控控制等均均达到到目前国国内铁铁路桥梁梁技术术标准最最高水水平；=2\*GB3②桥梁长度占线线线路长度的的比比例高桥梁总长度占线线线路长度度比例例达88.222％，其中中以32、24m等常用跨跨度度桥梁均均占全全线桥梁梁总长长度的90％以上；；=3\*GB3③自然条件复杂杂杂，桥梁工工程程难度大大沿线处于华北冲冲冲积平原原，大大部分地地段分分布有广广泛的的软土和和松软软土，地地基承承载力不不高，具具有含水水量高高、压缩缩性高高、透水水性差差和强度度低的的特点；；并且且处于环环渤海海地震带带的中中心位置置，沿沿线地震震峰值值加速度度大，并并且地震震动反反应谱特特征周周期值普普遍较较高；沿沿线又又分布大大范围围的地震震可液液化层等等复杂杂的自然然条件件；=4\*GB3④景观设计要求求求高京津城际轨道交交交通将建建设成成为世界界一流流的客运运专线线，这不不仅要要体现在在工程程结构、技技术术装备本本身，还还要体现现在铁铁路主体体形象象上，必必须脱脱离旧铁铁路给给人们的的印象象，况且且本线线连接北北京与与天津两两大现现代化城城市，更更应该注注重景景观效果果，体体现时代代特征征，做好好工程程建筑美美学和和景观设设计要要求。1.5客运运运专线中中常用用跨度桥桥梁所所占比重重目前，我国的铁铁铁路客运运专线线建设正正处于于高潮，拟拟建建和在建建客运运专线铁铁路项项目已达10条以上。在在在这些客客运专专线中，桥桥梁梁总长均均占线线路总长长的30％以上，其其其中以32、24m等常用跨跨度度桥梁均均占全全线桥梁梁总长长度的90％以上。常用跨度桥梁是是是指经技技术经经济比较较,被广泛应应用用的一种种或几几种跨度度的简简支梁或或连续续梁桥。综综合合各方面面的技技术经济济因素素,客运专线线常常用跨度度桥梁梁一般以以322、24m跨度度为为经济。所所以以，我国国铁路路客运专专线具具有规模模大、桥桥梁比重重大、常常用桥梁梁跨度度为主的的特点点。综合以上分析，本本设计选取京京津客运专线线中常用跨度度桥梁进行模模拟设计。2桥式方案比比选选2.1京津客客客运专线线工程程概况京津客运专线是是是环渤海海京津津冀地区区城际际轨道交交通网网的重要要组成成部分，也也是是沟通北北京、天天津两大大直辖辖市的便便捷通通道。线线路由由北京南南站东东段引出出，沿沿京津高高速公公路第二二通道道至杨村村，后后沿京山山铁路路至天津津站，正正线全长113..5544kkm。其中全全线线桥梁总总长度度100..1171kkm。2.2京津客客客运专线线桥梁梁工程特特点2.2.1技术标准准要要求全线采用无碴轨轨轨道技术术，桥桥梁必须须满足足高速客客运专专线无碴碴轨道道铁路技技术标标准要求求，桥桥梁的动动力性性能、刚刚度指指标、变变形控控制等均均达到到目前国国内铁铁路桥梁梁技术术标准最最高水水平。2.2.2以桥代路路设设计由于无无无碴轨道道客运运专线铁铁路沉沉降控制标准高高，路路基工程程对沉沉降的控控制难难度更大大，京京津客运运专线线沿线分分布较较为广泛泛的软软土和松松软土土，沉降降控制制问题更更加突突出。根根据武武广、郑郑西客客运专线线，京京津客运运专线线桥梁总总长占占线路总总长度度约88％；武广广客客运专线线桥梁梁总长占占线路路总长度度约40.6％；郑西西客客运专线线桥梁梁总长占占线路路总长度度约45.7％。随着着我我国高速速铁路路的发展展，土土地资源源的保保护，考考虑环环境保护护等多多种问题题，未未来客运运专线线将必然然涉及及平原、丘丘陵陵和山地地等不不同环境境地形形，以桥桥代路路建设新新理念念具有十十分重重要的意意义。2.2.3客运专线线沿沿线自然然条件件复杂，桥桥梁梁工程难难度大大沿线处于华北冲冲冲积平原原，大大部分地地段分分布有广广泛的的软土和和松软软土，地地基承承载力不不高，具具有含水水量高高、压缩缩性高高、透水水性差差和强度度低的的特点。沿沿线线黏性土土土层层厚，可可达数数十米甚甚至百百米以上上。对对这些土土层地地段在设设计时时需进行行地基基的稳定定及沉沉降验算算，并并采取相相应的的措施。由由于于无碴轨轨道对对沉降提提出了了更高的的要求求，所以以本线线桥梁基基础设设计难度度不同同于一般般线路路。京津地区处于环环环渤海地地震带带的中心心位置置，沿线线地震震峰值加加速度度为0.2g和0.155g，并且地地震震动反应应谱特特征周期期值普普遍较高高；况况且沿线线分布布大范围围的地地震可液液化层层，使得得桥梁梁地震作作用影影响严重重。京津地区由于多多多年来对对地下下水进行行过度度开采，正正在在引起局局部区区域性地地面整整体沉降降，其其对桥梁梁工程程会产生生长期期性的影影响且且难以预预测。所以，京津地区区区复杂的的地形形条件更更加大大了本线线桥梁梁工程的的难度度。2.2.4工程景观观设设计要求求京津城际轨道交交交通将建建设成成为世界界一流流的客运运专线线，这不不仅要要体现在在工程程结构、技技术术装备本本身，还还要体现现在铁铁路主体体形象象上，必必须脱脱离老铁铁路给给人们的的老印印象，况况且本本线连接接北京京天津两两大现现代化城城市，更更应该注注重景景观效果果，体体现时代代特征征，做好好工程程建筑美美学和和景观设设计要要求。2.3.常常常规桥梁梁式样样、孔径径选择择京津城际轨道交交交通全线线采用用无碴轨轨道结结构，由由于本本线广泛泛采用用软土、松松软软土地基基，且且处于环环渤海海中心带带的中中心位置置，部部分地段段由于于抽取地地下水水造成区区域性性地面沉沉降，加加之施工工工期期短。为为保证证铁路运运营的的安全，维维修修的便捷捷，需需要综合合分析析，经过过技术术经济比比较，选选用合理理的常常用跨度度桥梁梁梁型、梁梁跨跨。在本桥桥桥设计中中，主主要结合合本地地区的地地质情情况和桥桥高情情况，再再充分分考虑桥桥梁技技术条件件、桥桥梁景观观、多多种施工工方法法、经济济合理理工期和和施工工组织前前提下下，对于于常用用跨度桥桥梁考考虑了箱箱梁和和T梁，钢筋筋混混凝土和和预应应力混凝凝土结结构，简简支和和连续及及小跨跨度刚构构等多多种形式式进行行了综合合的分分析比选选。由由于比选选内容容庞大，繁繁杂杂，因此此将整整个比选选分两两大部分分。第一部分为常用用用跨度简简支梁梁和连续续梁的的技术经经济比比较。比比较内内容见表2.1表2.1常用跨跨跨度简支梁梁和和连续梁梁的施施工技术术比较较施工方法24m简支梁32m简支梁3×24连续梁3×32连续梁2×40连续梁架桥机架设√√满布支架现浇√√√√√利用军用梁做支支支架现浇浇√√√√√移动模架现浇√√√√√先简支后连续施施施工√√图2.1技术经经经济比较结结果果（注：：摘自自铁道标标准设设计文望青写写的“客运专线线桥桥梁设计计的思思考”）经综合合合经济、技技术术比较，结结合合本桥情情况，推推荐用预预置架架设为主主，现现浇和移移动模模架为辅辅的架架梁方案案。梁梁型以32m简支梁为为主主，24m简支梁为为辅辅的桥式式方案案（见图2.1）。第二部分为常用用用跨度简简支箱箱梁、T梁和小跨跨度度刚构的的技术术经济比比较，见见表2.2表2.2施工方法16m简支T梁24m简支箱梁32m简支箱梁7×10m连续刚架汽车吊吊装√架桥机架设√√满布支架现浇√√√利用军用梁做支支支架现浇浇√√移动模架现浇√√因此选用32mmm简支箱梁梁（见见图2.）比较合合适适。图2.2双线线线单箱整体体式式简支箱箱梁横横断面图图综合经济、技术术术比较，对对本本设计推推荐梁梁型以简简支箱箱梁为主主、32m为主。3桥墩设计3.1概述目前，我国的铁铁铁路客运运专线线建设正正处于于高潮，拟拟建建和在建建客运运专线铁铁路项项目已达10条以上。在在在这些客客运专专线中，桥桥梁梁总长均均占线线路总长长的30％以上，其其其中以32m、24m等常用跨跨度度桥梁均均占全全线桥梁梁总长长度的90％以上。所所所以，我我国铁铁路客运运专线线具有规规模大大、桥梁梁比重重大、常常用桥桥梁跨度度为主主的特点点。3.2主要设设设计要点点3.2.1桥桥桥墩外观观的选选择随着国民经济的的的发展，国国家家财力的的增长长，人们们对桥桥梁建设设的要要求也越越来越越高，不不再单单纯追求求经济济实用，而而开开始追求求技术术经济合合理和和与环境境协调调的景观观效果果。为此此在桥桥墩造型型选择择时，按按照尊尊重自然然环境境，减少少人工工行为对对自然然的坡坏坏，与与自然和和谐相相处的设设计原原则，选选用与与梁部协协调统统一、适适当的的艺术造造型的的桥墩外外观，并并考虑到到实用用性好、施施工工简便、易易与与养护维维修等等原则，对对常常用跨度度桥墩墩的造型型比选选。通过过优化化计算、合合理理的断面面形式式，并力力求减减小桥梁梁的结结构尺寸寸，最最大限度度减小小桥梁本本身对对强度的的影响响。设计计中选选用了矩矩形桥桥墩(见图3.1aa)和圆端形形桥桥墩（见见图3.1b）。根据据本本桥的结结构设设计特点点，笔笔者选用用了矩矩形实体体桥墩墩（见图3.1a）作为本本次次设计的的重点点。a矩形桥墩墩墩bb圆端形桥桥墩墩图3.1客客客运专线中中常常用桥墩墩类型型3.2.2桥桥桥墩设计计的内内容和设设计资资料桥墩设计的内容容容包括：：=1\*GB3①合理选择桥墩墩墩类型和截截面面形状；；=2\*GB3②确定建筑材料料料及圬工规规格格；=3\*GB3③确定桥墩各部部部分详细尺尺寸寸。设计资料包括：：：地形地地质资资料（见见初拟拟方案图图）、线线路桥跨跨设计计资料等等（见见设计任任务书书）。3.2.3桥桥桥墩初步步尺寸寸拟定3.2.3.111顶帽的构构造造及尺寸寸拟定定1.顶帽构构构造的选选取顶帽的类型有飞飞飞檐式（见见图图3.2）和托盘盘式式（见图3.3）两种。8m及更小跨跨度度的普通通钢筋筋混凝土土梁配配用的矩矩形或或圆端形形截面面桥墩，其其顶顶帽一般般采用用飞檐式式，顶顶帽的形形状均均随墩身身形状状而定。10～32m的普通钢钢筋筋混凝土土梁及及预应力力混凝凝土梁的的桥墩墩，顶帽帽常做做成托盘盘式以以节省圬圬工。托托盘式顶顶帽的的形状除除圆形形墩采用用圆端端形外，其其它它桥墩常常采用用矩形顶顶帽。托托盘的形形状则则按墩身身形状状而定。顶顶帽帽顶面要要设置置不小于3％的排水水坡坡。3.2飞檐檐檐式顶帽33.33托盘式顶顶帽所以，在本设计计计中的桥桥墩顶顶帽和托托盘采采用矩形形截面面四周抹抹圆角角形式，顶顶帽帽上设排排水坡坡，顶帽帽、托托盘及墩墩身相相互间不不设飞飞檐。2.顶帽的的的尺寸拟拟定=1\*GB3①顶帽厚度本设计中初步拟拟拟定顶帽帽加支支撑垫石石厚度度为1.155m；=2\*GB3②顶帽的平面尺尺尺寸支座底板的的尺尺寸及位置置置是决定定顶帽帽平面尺尺寸的的主要依依据。由由于本设设计中中所用钢钢筋混混凝土梁梁为31.55m通专梁，其其其截面尺尺寸及及细部构构造见见梁图。此此外外，决定定顶帽帽的平面面尺寸寸时，还还要考考虑架梁梁和养养护时的的移梁梁、顶梁梁的需需要。顶帽的纵纵纵向宽度c应满足下下式式：（式3.1）式中———考虑梁及及墩墩台的施施工误误差的梁梁缝，对对钢筋混混凝土土和预应应力混混凝土简简支梁梁跨度时，；时，。此时时取取；—支座中心至梁梁梁端的长度度，由由梁图取取；—支座底板的纵纵纵向宽度，根根据梁的资料料取；—支座底板边缘缘缘至支撑点点是是边缘的的距离离，取，它它是是为了调调整施施工误差差和防防止支撑撑垫石石表面劈劈裂或或支座锚锚栓松松动所需需的距距离；—支撑垫石边缘缘缘至顶帽边边缘缘的距离离，用用以满足足顶梁梁施工的的需要要。当跨跨度时时，为0.155m；时，为0.255m；当时，为0.400。本本设计中中取。所以式3..11中c的取值为为：：==33000mmm即取顶帽的的纵纵向尺寸c=333000mmm顶帽的横向向宽宽度B可写成(3..2))—梁梗中心横向向向间距，由由于于本设计计采用用的是标标准设设计的桥桥跨，根根据箱梁梁横断断面图，查查得得；—支座底板的横横横向宽度，本本设计中采用用1000mmm10000mm正方形支座座，即取；—支撑垫石边缘缘缘至顶帽边边缘缘的横向向距离离，为了了养护护和架梁梁作业业的需要要，按按规定矩矩形顶顶帽的不应应小小于0.5m，所以，取取取。所以式3..22中B的取值为为：：即顶帽的横横向向尺寸3.托盘的的的尺寸的的拟定定由于顶帽的纵、横横向尺寸较大大，为使墩身身尺寸不致因因为此增大，因因此，在顶帽帽下方设置托托盘将纵、横横向尺寸适当当收缩。托盘盘顶面形状与与桥墩、顶帽帽截面形状相相似，均采用用矩形截面及及四周抹圆角角形式。由于托盘底面与与与墩身相相接，其其截面与与墩身身截面相相同。为为保证悬悬出部部分的安安全，«铁路桥涵涵设设计基本本规范范»规定：托托盘盘底面横横向宽宽度不易易小于于支座下下底板板外缘的的间距距；托盘盘侧面面与竖直直线间间的角不得得大大于；支撑撑垫垫石向边边缘外外侧0.5m处顶帽底底缘缘点的竖竖向线线与该底底缘点点同托盘盘底部部边缘处处的连连线夹角角不得得大于。具具体体尺寸见见图3.4图3.4托托托盘式顶帽帽尺尺寸的拟拟定4.桥墩尺寸寸寸拟定由梁底标高和地地地面标高高，及及以上对对顶帽帽和托盘盘的计计算分析析，初初步拟定定桥墩墩尺寸：：其纵纵向尺寸寸为2.0m，横向尺尺寸寸为6.0m的四周抹抹圆圆角形式式的矩矩形截面面。具具体形状状见下下图3.5。图3.5桥桥桥墩纵、横横向向图4桥墩内力计算算算及桥墩截截面面检算4.1荷载计计计算由地质水文资料料料及墩顶顶标高高可以计计算出出梁底到到轨顶顶的高差差，见见下表4.1表4.1梁底底底到轨顶高高差差墩号324325326327高差（m）4.2094.2024.2064.210本设计采用无碴碴碴桥面，31.55m钢筋混凝凝土土通专梁梁，梁梁长32.66m，考虑梁梁及及桥墩的的施工工误差设设置的的梁缝宽宽为0.1m，则梁全全长长为32.77m。由«铁路桥涵涵设设计基本本规范范»查得：配配筋筋率在3％以内的的钢钢筋混凝凝土重重度为。4.1.1恒载=1\*GB3①有桥跨结构构传传来的恒载载载压力等跨梁的桥墩，桥桥跨结构传给给桥墩的恒载载压力为单孔孔梁重及左右右孔梁跨跨中中之间的二期期恒载的重量量，即：=2\*GB3②顶帽及墩身身重重纵横向收缩的矩矩矩形顶帽帽体积积为：==799.655顶帽重：矩形墩身体积为为为：墩身重则墩底以上上部分分桥墩重重：4.1.2竖直静活活载载由«新建时速22000～250㎞客运专专线线铁路设设计暂暂行规定»:单线或双双线线的桥涵涵结构构，应按按每一一条线路路的ZK活载设计计；；设计加加载时时，或在在图示示可任意意截取取。对于于本设设计中各各检算算项目的的最不不利活载载图示示为单孔孔轻载载、单孔孔重载载、双孔孔轻载载和双孔孔空车车活载，现现分分别计算算如下下：200kN644（a）单孔轻载载64200kkkN（b）单孔重载载64200kkkN2200kkN664（c）双孔重载载10（d）双孔轻载载单孔轻载，活载载载布置见见图4.1（a）根据，可得支点点点反力（也也是是静活载载给桥桥墩的压压力）为为对桥墩中心力矩矩矩为：=2\*GB3②单孔重载，活活活载布置见见图图4.1（b）根据，可得支点点点反力为对桥墩中心力矩矩矩为：=3\*GB3③双孔重载，活活活载布置见见图图4.1（c）对于等跨桥墩，参参省最大压力力的会在布置置，可试算集集中轴重载检检算桥墩中线线两侧时和的大小，并并按和的大小关系系来判定最不不利荷载情况况。有分析可可知图中所表表示的荷载情情况为最不利利时荷载情况况，根据此布布置图式利用用静力平衡方方程：即桥墩所受到的压压压力：活载压力对桥墩墩墩的中心心力矩矩为：=4\*GB3④双孔空车活活载载，活载布布布置见图4.1（d）由«新建时速22000～250公里客运运专专线铁路路设计计暂行规规定»:用空车检检算算各部分分构件件是，其其竖向向活载应应按每每线每米10计算。桥墩所受压力对桥墩中心的力力力矩：4.1.3制动力（或或或牵引力力）=1\*GB3①单孔轻载与与单单孔重载的的的梁上竖竖向静静活载相相同，故故其制动动力（或或牵引力力）也也相等。由由«时速为200～250㎞的铁路路客客运专线线设计计暂行规规定»：桥上列列车车制动力力或牵牵引力应应按列列车竖向向静活活载的10％计算，而而而双线桥桥应采采用一线线桥的的制动力力或牵牵引力。则则其其制动力力（或或牵引力力）为为：对墩身底部截面面面的力矩矩为：：单孔轻载与单孔孔孔重载时时制动动力（或或牵引引力）对桥桥墩墩各检算算截面面的力矩矩见表表4.2表4.2对对对桥墩各检检算算截面的的力矩矩检检检算截面面项目0-01-12-23-34-4z（m）1.654.858.8511.8512.85()245.76245.76245.76245.76245.76()405.501191.94442174.98882912.26663158.0222=2\*GB3②双孔重载的的制制动力左孔梁为固定支支支座传递递的制制动力：：右孔梁为固定支支支座传递递的制制动力：：传到桥墩上的制制制动力为为：上式中的为单孔孔孔梁满载载时经经固定支支座传传递的制制动力力，它的的数值值在等跨跨梁时时与单孔孔轻载载或单孔孔重载载时的制制动力力或牵应应力相相等。故故双孔孔重载是是采用用的制动动力。双孔重载时制动动动力（或或牵引引力）对桥桥墩墩各检算算截面面的力矩矩与表表4.2相同，在在此此就不再再赘述述。4.1.4纵向风力力本设计中采用«««铁路桥涵涵设设计基本本规范范»要求的风风压压强度，有有车车时桥墩墩纵向向风压为为：（444.1）—基本风压值，由由«铁路桥涵涵基本规范范»中“全国基本本风压分布布图”查得，京京津地区基基本风压值值为0.6；—风压体型系数数数，由«铁路桥涵涵设设计基本本规范范»中“桥墩风载载体体型系数数表”查得=1..3；—风压高度变化化化系数（见见表表4.3），按表4.3采用，风风压压随离地地面或或常水位位的高高度而不不同，除除特殊高高墩个个别计算算外，为为简化计计算，全全桥均按按轨顶顶高度处处的风风压值采采用。本本设计中中取1.0；—地形地理条件件件系数（见见表表4.4），按表2.4采用。由以上分析，有有有车时桥桥墩纵纵向风压压为：：×80％=62224表4.3风压高高高度变化系系数数离地面或常水位位位的高度度（m）2030405060708090100表4.4地形地地地理条件系系数数地形、地理情况况况一般平坦空旷地地地区城市、林区盆地地地和有障障碍物物挡风时时～山岭峡谷、垭口口口、风口口区、湖湖面和水水库～特殊风口区按实际调查或观观观测资料料计算算=1\*GB3①顶帽风力=0.624×××7.11×11.155=55.099顶帽风力至各检检检算截面面的距距离及对对各检检算截面面的力力矩（见见表4.5）。表4.5顶帽帽帽风力至各各检检算截面面的距距离及对对各检检算截面面的力力矩检算算算截面内容0-01-12-23-34-4z（m）0.5753.7757.77510.77511.775()2.9319.2339.6154.8959.99=2\*GB3②托盘风力=0.624××××（6.9++66.0）=12..8885作用点至检算截截截面1-1的距离：：=1.64m托盘风力至各检检检算截面面的距距离及对对各检检算截面面的力力矩（见见表4.6）。表4.6托盘盘盘风力至各各检检算截面面的距距离及对对各检检算截面面的力力矩检算算算截面内容0-01-12-23-34-4z（m）1.645.648.649.64()21.1372.65111.33124.19=3\*GB3③墩身风力1-1截面至222-2截面之间间墩墩身风力力：=0.624×××4.00×66.0==144.988至各检算截面的的的距离及及对各各检算截截面的的力矩（见见表表4.7）。表4.7至各各各检算截面面的的距离及及对各各检算截截面的的力矩检算算算截面内容0-01-12-23-34-4z（m）256()29.9674.8889.862-2截面至333-3截面之间间墩墩身风力力：=0.624×××3.00×66.0==111.244至各检算截面的的的距离及及对各各检算截截面的的力矩（见见表表4.8）。表4.8至各各各检算截面面的的距离及及对各各检算截截面的的力矩检算算算截面内容0-01-12-23-34-4z（m）1.52.5()16.8528.083-3截面至墩墩墩底截面面之间间墩身风风力：：=0.624×××1.00×66.0==3..74至墩底截面的力力力矩：=3.74×000.5==1..874.1.5横向风力力有车时桥墩横向向向风压：：×80％=0...9×11.00×1..0××0.66×880％=0.4433无车时桥墩横向向向风压：：=0.9×1...0×11.00×0..6==0.554=1\*GB3①顶帽风力=0.43×333.3××1..15==1..63=0.54×333.3××1..15==2..05顶帽在有车和无无无车时所所受风风力至各各检算算截面的的距离离及对各各检算算截面的的力矩矩（见表4.9）。表4.9顶帽帽帽在有车和和无无车时所所受风风力至各各检算算截面的的距离离及对各各检算算截面的的力矩矩检算算算截面内容0-01-12-23-34-4z0.5753.7757.77510.77511.775()0.936.1512.6717.5619.19()1.187.7415.9422.0924.14=2\*GB3②托盘风力=0.43××××（3.1++22.0）=3.5511=0.54××××（3.1++22.0）=4.4411托盘风力作用点点点至检算算截面面1-1的距离：：=1.72m托盘在有车和无无无车时所所受风风力至各各检算算截面的的距离离及对各各检算算截面的的力矩矩（见表4.10）。表4.10托托托盘在有车车和和无车时时所受受风力至至各检检算截面面的距距离及对对各检检算截面面的力力矩检算算算截面内容0-01-12-23-34-4z1.725.728.729.72()6.0420.0830.6134.12()7.5925.2338.4642.87=3\*GB3③墩身风力1-1截面至222-2截面之间间墩墩身风力力：=0.43×222.0××4..0=33.444=0.54×222.0××4..0=44.332该段墩身风力作作作用点至至各检检算截面面的距距离及对对各检检算截面面的力力矩（见见表4.11）表4.111-1截面至2-2截面墩身身风风力作用用点至至各检算算截面面的距离离及对对各检算算截面面的力矩矩检算算算截面内容0-01-12-23-34-4z256()6.8817.220.64()8.6421.6025.92表4.122-2截面至3-3截面墩身身风风力作用用点至至各检算算截面面的距离离及对对各检算算截面面的力矩矩检算算算截面内容0-01-12-23-34-4z256()6.8817.220.64()8.6421.6025.922-2截面至333-3截面之间间墩墩身风力力：=0.43×222.0××3..0=22.558=0.54×222.0××3..0=33.224该段墩身风力作作作用点至至各检检算截面面的距距离及对对各检检算截面面的力力矩（见见表4.12）。3-3截面至墩墩墩底截面面之间间墩身风风力：：=0.43×222.0××1..0=00.886=0.54×222.0××1..0=11.008该段截面风力对对对墩底作作用点点所产生生的力力矩：=0.86×000.5==0..43=1.08×000.5==0..54=4\*GB3④列车横向风力力力列车的横向风压压压：=1.3×1...0×11.00×80％=0.66224列车的横向风力力力：=0.624×××3×332..7=661..21至各检算截面的的的距离及及对各各检算截截面的的力矩（见见表表4.13）。表4.13至至至各检算截截面面的距离离及对对各检算算截面面的力矩矩检算算算截面内容0-01-12-23-34-4z（m）7.5110.7114.7117.7118.71()459.69655.56900.401084.03331145.2444=5\*GB3⑤梁上横向风力力力有车时梁上横向向向风压：：×80％=1...3×11.00×1..0××0.66×880％=0.66224无车时梁上横向向向风压：：=1.3×1...0×11.00×0..6==0.778有车时梁上横向向向风力：：=0.624×××32..7××4.221==85..900无车时梁上横向向向风力：：=0.78×3332.77×44.211=1107..388有车时和无车时时时梁上的的横向向风力至至各检检算截面面的距距离及对对各检检算截面面的力力矩（见见表4.14）。表4.14有车时和和无无车时梁梁上的的横向风风力至至各检算算截面面的距离离及对对各检算算截面面的力矩矩检算算算截面内容0-01-12-23-34-4z2.6755.8759.87512.87513.875()229.78504.66848.261105.96661191.8666()287.24630.861060.38881382.52221489.9000表4.15荷载汇总总表表（主力力）荷载名称方向单位数值算到墩顶力矩()算到墩颈力矩()算到墩底力矩()力臂MxMy力臂MxMy力臂MxMy恒载桥跨重竖14.5085550顶帽重竖673.61托盘重竖1317.6444墩身重竖2400.0000列车重单孔轻载竖1973.08880.61183.85550.61183.85550.61183.8555单孔重载竖2854.88880.61712.93330.61712.93330.61712.9333双孔重载竖4800.1666000双孔空载竖654.00000合计单孔轻载竖20872.88831183.85551183.85551183.8555单孔重载竖21754.66631712.93331712.93331712.9333双孔重载竖23699.9991000双孔空载竖19553.7775000表4.16荷载汇总总（附附加力）荷载名称方向单位数值算到墩顶的力矩矩矩()算到墩颈的力矩矩矩()算到墩底的力矩矩矩()力臂MxMy力臂MxMy力臂MxMy横向风力力有车列车单孔横30.616.71205.3911.06338.5419.06583.43列车双孔横61.216.71410.7211.06676.9819.061166.6666轨顶至梁底横85.902.105180.826.445553.6314.4451240.8333顶帽横1.633.7756.1511.77519.19托盘横3.511.726.049.7234.12墩身横6.88427.52合计单孔横128.53386.21904.361905.0999双孔横159.13591.541242.82488.3222无车轨顶至梁底横107.382.105226.036.445693.1414.4451551.1000顶帽横2.053.7757.7411.77524.14托盘横4.411.727.599.7242.87墩身横8.64434.56合计横122.48226.03708.471652.2777（接下页）荷载名称方向单位数值算到墩顶的力矩矩矩()算到墩颈的力矩矩矩()算到墩底的力矩矩矩()力臂MxMy力臂MxMy力臂MxMy纵向风力有车顶帽纵5.093.77519.2311.77559.99托盘纵12.891.6421.139.64206.97墩身纵29.954119.81合计纵47.9340.36386.77制动力牵引力单孔轻载纵245.760.5122.884.851191.944412.853158.0222单孔重载纵245.760.5122.884.851191.944412.853158.0222双孔重载纵245.760.5122.884.851191.944412.853158.02224.18纵向向向弯矩增增大系系数项目荷载组合纵向（x）××单孔重+纵附21754.66631835.81110.0840.5732.071.1862559341.205单孔轻+纵附20872.88831296.73330.0620.5932.071.2282172871.238双孔重+纵附23699.9991122.880.0050.6542.071.3542209251.273说明，由查出，，，是顺方向平截面面面边长表4.17墩身受压压稳稳定性检检算（顺顺桥向）活载情况单孔轻载单孔重载双孔重载力及力矩N（kN）M(kN·m)N（kN）M(kN·m)N（kN）M(kN·m)主力桥垮恒载14508.55514508.55514508.555活载压力1793.08881183.85552854.88881712.93334800.16660墩顶合力16481.55581183.855517363.33381712.933319308.66660墩顶初始偏心矩矩矩0.0720.0990由于墩身截面相相相同，即即=1，查变截截面面影响系系数表表，m=墩身面积12计算长度2×（8+3..2++1.115）=24..77钢筋混凝土弹性性性模量3.2×0.580.560.662.07×1.201×1.159×1.366×216413294941221242主力32963.111634726.777638617.3332主力1.1801.1331.211表4.191-1截面应力力及及合力偏偏心活载情况单孔轻载单孔重载双孔重载力及力矩N(kN)P(kN)M(kN·M)N(kN)P(kN)M(kN·M)N(kN)P(kN)M(kN·M)主力墩顶合力16481.55581183.855517363.33381712.933319308.66660墩身自重1991.25551991.25551991.2555附加力制动力或牵引力力力245.761191.9444245.761191.9444245.761191.9444风力17.9840.3717.9840.3717.9840.37主附＋合计18472.8883263.742416.166619354.6663263.742945.244421299.9991263.741232.31112962.21113563.74441569.9666检算截面合力184732642962193552643564213002641570合力偏心e=(((m)0.1600.1840.074容许偏心[e]]]=0..6ss()0.6检算截面面积((()12截面抵抗矩W（）41539161317757418913932280250421687987221382应力重分布系数数数1.591.631.44244726292556表4.202-2墩身截面面应应力及合合力偏偏心活载情况单孔轻载单孔重载双孔重载力及力矩N(kN)P(kN)M(kN·M)N(kN)P(kN)M(kN·M)N(kN)P(kN)M(kN·M)主力墩顶合力16481.55581183.855517363.33381712.933319308.66660墩身自重3191.25553191.25553191.2555附加力制动力或牵引力力力245.762174.9888245.762174.9888245.762174.9888风力32.96142.2532.96142.2532.96142.25主附＋合计19672.8883278.723501.088820554.6663278.724030.166622499.9991278.722317.23334288.82224981.28882977.6444检算截面合力197632794289205552794981225002792978合力偏心e=(((m)0.2180.2420.132容许偏心[e]]]=0..6ss()0.6检算截面面积((()12截面抵抗矩W（）4163917131875107212457452711295826205674681130应力重分布系数数数1.711.761.53280330152869表4.213-3墩身截面面应应力及合合力偏偏心活载情况单孔轻载单孔重载双孔重载力及力矩N(kN)P(kN)M(kN·M)N(kN)P(kN)M(kN·M)N(kN)P(kN)M(kN·M)主力墩顶合力16481.55581183.855517363.33381712.933319308.66660墩身自重4091.25554091.25554091.2555附加力制动力或牵引力力力245.762912.2666245.762912.2666245.762912.2666风力44.20258.1344.20258.1344.20258.13主附＋合计20572.8883289.964354.244421454.6663289.964883.322223399.9991289.963170.39995390.55555884.40004035.9111检算截面合力205732905391214552905884234002904036合力偏心e=(((m)0.2620.2740.172容许偏心[e]]]=0..6ss()0.6检算截面面积((()12截面抵抗矩W（）4171417881950134814711009306232592959366317941应力重分布系数数数1.811.841.62310232903159表4.224-4墩身截面面应应力及合合力偏偏心活载情况单孔轻载单孔重载双孔重载力及力矩N(kN)P(kN)M(kN·M)N(kN)P(kN)M(kN·M)N(kN)P(kN)M(kN·M)主力墩顶合力16481.55581183.855517363.33381712.933319308.66660墩身自重4391.25554391.25554391.2555附加力制动力或牵引力力力245.763158.0222245.763158.0222245.763158.0222风力47.94363.8647.94363.8647.94363.86主附＋合计20872.8883293.74705.733321754.6663293.75234.811123699.9991293.73521.88885825.69996307.95554483.3555检算截面合力208732945826217552946308237002944483合力偏心e=(((m)0.2790.2900.189容许偏心[e]]]=0..6ss()0.6检算截面面积((()12截面抵抗矩W（）4173918181975145715771121319633903096282236854应力重分布系数数数1.851.881.643217340832394.2墩身身身截面检检算要进行墩身截面面面检算，必必须须先进行行荷载载组合。根根据据各种荷荷载发发生的几几率不不同，本本设计计中桥墩墩的墩墩身截面面检算算将用到到以下下组合方方式计计算：=1\*GB3①主力组合计计算算（见表4.15）；=2\*GB3②主力加附加加力力组合计算算算（见表4.16）；=3\*GB3③主力加特殊殊荷荷载组合计计计算，由由于后后面要进进行结结构抗震震设计计及检算算，在在此就不不做计计算。4.2.1墩身截面面特特性墩身截面面积=2.00××6.00=112截面绕垂直弯矩矩矩作用面面的性性心洲的的惯性性矩：截面抵抗矩：4.2.2墩身受压压稳稳定性检检算桥墩受压稳定性性性检算的的计算算长度=22×（8+3..22+1..155）=24..77m，本设计计的的桥墩可可能产产生弯曲曲失稳稳（屈曲曲）的的方向与与弯矩矩作用平平面的的方向（顺顺桥桥向）一一致，这这种情况况下也也可直接接进行行截面强强度检检算，不不再另另行检算算在弯弯矩作用用面内内的屈曲曲。现现就本设设计中中墩身受受压稳稳定性的的计算算(见表4.177)及纵向弯弯矩矩增大系系数的的计算(见表4.188)列表如下下，表4.17的计计计算结果表表明明：墩身身受压压稳定为为双孔孔重载加加桥跨跨恒载的的主力力组合控控制，安安全储备备较大大，所以以不控控制桥墩墩的截截面设计计。4.2.3墩身各截截面面的纵向向检算算墩身截面纵向的的的应力和和偏心心一般在在主力力组合时时不控控制，故故下面面考虑主主力加加纵向附附加力力对墩身身截面面分别进进行检检算，见见表4.19、表4.20、表4.21、表4.22：4.3墩身身身截面横横向检检算从纵向检算可知知知截面强强度满满足要求求，该该桥墩又又在直直线上，无无横横向离心心力，且且有较大，横横横向检算算截面面强度会会更加加富余，故故下下面仅做做墩底底截面的的主力力加横向向附加加力的横横向检检算。主主力加加横向附附加力力时简化化到墩墩底截面面的合合力及横横向弯弯矩增大大系数数计算见见表4.23。表4.23主主主力加横向向附附加力时时简化化到墩底底截面面的合力力及横横向弯矩矩增大大系数计计算表表项目荷载组合横向（y）××单孔轻+横附20872.8883386.210.0190.6521.861.1742581941.193单孔重+横附21754.6663591.540.0270.6491.860.8132556971.205双孔重+横附23699.9991591.540.0250.6501.861.2092583581.225说明，由查出，，，是顺方向平截面面面边长6m从表4.23中中可可知墩顶竖竖竖向力的的初始始偏心，则则+0.16=000.666故==25844442==1.22555=0.031mmm横向容许偏心===0.66×==1.88m所以，横向容许许许偏心满满足要要求。4.4小结结结本设计中桥墩是是是按«铁路桥涵涵设设计基本本规范范»拟定的，通通通过检算算表明明：=1\*GB3①桥墩纵向偏心心心满足要求求，墩墩身强度度及受受压稳定定也满满足要求求；=2\*GB3②桥墩横向几乎乎乎没有偏心心作作用；因因较大大，强度度也满满足要求求，故故对本设设计中中的直线线桥墩墩可不做做横向向检算。=3\*GB3③直线桥各检算算算项目的最最不不利荷载载组合合情况：：墩身身受压稳稳定性性常由双双孔重重载主力力组合合控制；；墩身身纵向偏偏心常常由单孔孔轻载载主力加加纵向向附加力力控制制；墩身身应力力常由单单孔重重载或双双孔重重载主力力加纵纵向附加加力控控制。5桩基础设计计5.1桩基础础础的尺寸寸拟定定由于沿线工程地地地质条件件差，而而无碴轨轨道要要求桥梁梁墩台台基础的的工后后沉降量量，墩墩台均匀匀沉降降不超过20mm，相邻墩墩台台间允许许沉降降差5mm，因此桥桥梁梁基础设设计均均采用钻钻孔灌灌注摩擦擦桩，并并对桩径径进行行大量的的经济济技术比比选，钻钻孔桩一一般采采用1.00m或1.255m的桩径。大大大跨度桥桥梁需需要时采采用11.5m～2.0m桩径。软软土土地基设设计桩桩基础要要考虑虑负摩阻阻力的的影响。所所以以，本设设计中中采用低低承台台钻孔灌灌注摩摩擦桩，桩桩径径为1.00m。本设计中承台采采采用双阶阶梯形形厚板式式独立立承台。具具体体尺寸见图5.1图5.1双阶阶阶梯形厚板板式式独立承承台图5.2梅花花花形布桩承台下布桩的最最最基本要要求是是使桩群群中各各桩的桩桩顶荷荷载和桩桩顶沉沉降尽可可能均均匀。因因此，平平面上桩桩群重重心最好好与承承台底面面以上上荷载合合力作作用点重重合或或接近。当当上上部荷载载有不不同组合合时，上上述合力力作用用点将发发生变变化，此此时宜宜使桩群群重心心位于合合力作作用点的的变化化范围内内，并并尽量接接近最最不利组组合的的合力作作用点点。因此此，本本设计中中承台台底面采采用梅梅花式布布桩。初初步拟定定采用用10根1.0m梅花式分分布布的桩基基础，桩桩长50m。设计方方案案见图5.2。5.2桩基检检检算该桥墩由主力加加加附加力力双孔孔活载控控制桩桩基设计计，作作用于承承台底底面的竖竖向力力N，水平力H和力矩M如下：=28076H=245.7776+447..94==2993.77=2294风力作用点到墩墩墩底的力力臂：：=3.3334m则M=245.7776×（8.0++33.2++1..15++0..5+33.00）+47..994×（6.344++3.0）=4343设计是所用到的的的桩侧土土的土土层厚度z，各层土土的的容重、极极限限摩阻力力和横横向地基基系数数的比例例系数数m见表5.1。表5.1设计计计是所用到到的的桩侧土土的土土层厚度z、各层土土的的容重、极极限限摩阻力力和横横向地基基系数数的比例例系数m土层内容1234567891011z（m）4.01.52.516.53.02.52.5102.545.5（）1.451.661.581.451.581.451.581.451.481.461.48（）5560404045425052505045m（）1000020000150001000015000100001500010000100001000010000桩基采用混凝土土土，其受受压弹弹性模量量=33.2××。5.2.1桩桩桩的计算算宽度度桩的计算宽度公公公式：—受力条件系数数数；见表5.2—形状系数；见见见表5.2—相互影响系数数数；—桩径。表5.2受力条条条件系数和和形形状系数数表截截截面形状状系数方形圆形圆端形1+1/d(1.5d+000.5)//dd(d+1)/ddd(1.5D+000.5)//dd(D+1)/ddd1.00.90.91-0.1d///D1-0.1d///D水平力作用方向向向上相邻邻两桩桩的净距距：m系数与相邻两桩桩桩的净距距和考考虑相互互影响响时的计计算入入土深度度有关关。一般般取，其其中d以m计。当，可可以以不考虑虑桩间间的相互互影响响，采用用=11.0；如，则按按下下式计算算：（式5.22）式中为常数，根根根据同一一排内内桩的根根数按按下述确确定：：时，=1..0；时，=0..6；时，=0..5；时，=0..445。考虑相互影响时时时的计算算入土土深度：：m因1.90.666=3.66m，故按（式5.2）计算：：=0.45+===0.774查表5.2，则则==(d+111)/d；=0.9。将、、代入（式式5..1）：=×0.9×000.74××dd=0..9××0.774××（1.0++1）=1.3333m5.2.2桩桩桩数的估估算按估算桩数，故故故先要算单单桩桩轴向受受压容容许承载载力。钻孔灌注摩擦桩桩桩的单桩桩轴向向受压容容许承承载力的计计算算公式如如下：：（式5.3）式5.3中—钻孔灌注注桩桩桩底支支承力力折减系系数，查查表5.3，结合本本设设计中地地形取取=0.4；—桩身周长；—桩侧各土层的的的极限摩阻阻力力；—桩侧各土层厚厚厚度；—桩底面积。表5.3钻孔灌灌灌注桩桩底底支支承力折折减系系数土质及清底情况况况土质较好，不易易易坍塌，清清底底良好0.9～0.7770.7～0.5550.5～0.444土质较差，易坍坍坍塌，清清底稍稍差0.7～0.5550.5～0.4440.4～0.333土质差，难以清清清底0.5～0.4440.4～0.3330.3～0.111—桩底地基土的的的容许承载载力力，根据据入土土深度按下下述述确定：：当时，当时，当时，（式5.4）—地基的基本承承承载力，按按«铁路桥涵涵地地基和基基础设设计规范»表4.1..22-2～4.1..22-9采用，查查得得为240；、—的深度修正正系系数，按«铁路桥涵涵地地基和基基础设设计规范»表4.1..3采用，查查得得=1.5，=/2=00..75；—桩侧土的天然然然容重，当当有有不同土土层时时，采用用各土土层容重重的加加权平均均值。所以将、、、代入（式5.4）=240+1...5×114..82×（4×1..00-3）+6××1144.822×11.0=329计算=228555，则（式5.3）=×3.14×××1.0××222855+00.4××3..14×××3329=400333则所需桩数=111.3××=99.122取10根桩=1.8×=1112.66取13根桩所以本设计中的的的设计桩桩数在在10～13根比较合合适适，说明明初步步拟定的的桩数数合适。5.2桩顶内内内力计算算5.2.1变变变形系数数的计计算当基础侧面为多多多中不同同土层层时，应应将地地面或局局部冲冲刷线以以下计计算深度度（以m计）内的的各各层土，按按下下面公式5.5（式5.55）换算成一个m值值值，作为为基础础整个深深度h内的m值。当基基础础位于地地面以以下深度度时，采采用=2（d+1）（以m计），d为构件的的平平均直径径，对对于钻孔孔桩，d为成孔直直径径；时，采采取取。为地基变变形形系数，其其计计算式如如下：：（式式式5.6）地基系数的比例例例系数的m确定:假定，=2（d+1）=4m，由初拟拟尺尺寸土层层可以以看出承承台底底面以上4m深度内存存在在两层不不同土土层，由由（式式5.5）==15557033=0.8×3...2××=1.2266×所以（式5.666）==0.44则所以假定成立。5.2.2计计计算承台台板沿沿构件轴轴线方方向产生生单位位位移时时所引引起构件件顶面面处的轴轴向力力由«铁路桥涵地地基基和基础设设设计规范»的计算见见公公式5.7（式5.7）—当承台板沿构构构件轴线方方向向产生单单位位位移时所所引起起构件顶顶面处处的轴向向力；；—对于摩擦桩（或或或摩擦支支撑管管柱）：：打入入或震动动下沉沉者，=；钻孔桩桩，==；柱桩（或或或钻岩支支承管管柱），==11.0；、—每一构件的的受受压弹性模模模量和横横截面面面积，分分别别以和计；—基底土的竖向向向地基系数数，；—对于摩擦桩（或或或摩擦支支撑管管柱）为为每一一构件四四周自自地面或或局部部冲刷线线按（为构件所所穿穿过土层层的平平均内摩摩擦角角）向下下扩散散至构件件底面面处的面面积。当当此时面面积大大于按构构件底底面中心心距计计算的面面积时时，则采采用按按构件底底面中中心距计计算的的面积；；对于于柱桩（或或钻钻岩支承承管柱柱）则为为桩底底（或管管柱底底）的面面积，均均以计。由（式5.7）计计算，其中中=，=3..2××=2.5511×==2.5×=15703×××50==78851550当桩侧有不同土土土层时，有有效效长度内内的摩摩擦角等等于各各层土的的摩擦擦角的加加权平平均值。有有效效长度内内的各各层土的的摩擦擦：中砂；细砂。所以以，有有效长度度内的的摩擦角角为：：=所以的直径：=d+2tannn()=11..0+22×550×ttann()=1100m2.6655m（两相邻邻桩桩中心距距）故==5.5522于是==2.33××将以上所求代入入入（式5.7）则=3.66×5.2.3、、的计算由«铁路桥涵地地基基和基础设设设计规范»、、的计算见见公公式5.8=（式5.88a）=（式式5.8b）=（式式5.8c）—当承台板沿垂垂垂直构件轴轴线线方向产产生单单位横向向位移移时所引引起构构件顶面面处的的横向力力（）；；—当承台板沿垂垂垂直构件轴轴线线方向产产生单单位横向向位移移时所引引起构构件顶面面处的的弯矩（）；；或当承承台板板顺构件件顶面面弯矩方方向产产生单位位转角角时，所所引起起构件顶顶面处处的横向向力（）；；—当承台板沿垂垂垂直构件弯弯矩矩方向产产生单单位转角角时所所引起构构件顶顶面处的的弯矩矩（）由于则由中国铁道出出出版社出出版，李李克钏主主编的的«基础工程»第二版表5-9查得=1.064，=0.99885，=1..4484所以=========5.3当承台台台板底面面位于于地面或或局部部冲刷线线时的的计算图图示5.2.4计计计算承台台位移移b、a和由«铁路桥涵地地基基和基础设设设计规范»（D.0..3—16）见图5.3，当当承承台板底底面位位于地面面或局局部冲刷刷线以以下时，需需考考虑桩侧侧土的的横向位位移，则则按下面面公式式计算各各反力力和反力力矩：：==n（式5.9）—由于承台板产产产生单位竖竖向向位移时时，所所有构件件顶产产生的竖竖向反反力之和和，以以计；、—由于承台板板产产生单位水水水平位移移时，所所有构件件顶产产生的水水平力力之和及及对坐坐标原点点的反反弯矩之之和，以以、计；、—由于承台板板绕绕坐标原点点点产生单单位转转角时，所所有有构件顶顶产生生的水平平反力力之和及及对坐坐标原点点的反反弯矩之之和，以以、。（式5.9）中中所以，由（式555.9）==n由«铁路桥涵地地基基和基础设设设计规范»（D.0..3—14）：承台板竖向位移移移：（式5.110）承台板水平位移移移：（式式式5.11）承台板绕坐标原原原点的转转角：：（式555.12）由（式5.1000）m由（式5.1111）m由（式5.1222）5.2.5计计计算桩顶顶内力力根据«铁路桥涵涵地基基和基础础设计规规范»（D.0..3—17）：（式5.133）将x=2.2555代入（式5.13）：此外5.2.6验验验算单桩桩轴向向容许承承载力力根据«铁路桥涵涵地基基和基础础设计规规范»单桩轴向向受受压容许许承载载力检算算公式式：（式5...14）桩身重：与桩入土部分同同同体积的的土重重：代入（式5.1114）检算单单桩桩轴向受受压容容许承载载力：：所以，单桩轴向向向受压容容许承承载力满满足要要求。5.2.7基基基底压应应力检检算根据«铁路桥涵涵地基基和基础础设计规规范»附录E“桥梁桩基基当当作实体体基础础的检算”，将桩基基视视为图5.4中1、2、3、4范围内的的实实体基础础可按按（式5.15）检算：：图5.4桥梁梁桩桩基当作实实实体基础础的检检算（式555.15）式中—作用于桩基底底底面的竖向向力力（），其其中中包括土土体1、2、3、4和桩的恒恒载载；—外力对承台底底底面处桩基基重重心的力力矩（）；；和—桩基底面的的面面积（）和和截面抵抵抗矩矩（）；—桩底处地基容容容许承载力力（）。桩底截面尺寸：：：mm所以桩重：土重：作用于承台底的的的竖向力力：外力对承台底面面面处桩基基重心心的力矩矩：=4343将以上所求数据据据代入（式式5.15）因m2m，基础础埋深hh=54mmm3m，且h/b==33.5664，故可根根据«铁路桥涵涵地地基和基基础设设计规范»（4.1..3条）条规规定定求。当基础的宽度bbb大于2m时或基础础底底面的埋埋置深深度h大于3m，且h/b4时，地基基容容许承载载力可可按下式式计算算：（式5...16）式中—地基的容许承承承载力（以以计计）；—地基的基本承承承载力240；—基础的短边宽宽宽度（以m计）；—基础底面的埋埋埋置深度（以以m计）；、—宽度、深度度修修正系数，按按持力层土确确定，查«铁路桥涵地地基和基础设设计规范»表4.1.3，=0，=1.5；—基底以下持力力力层土的天天然然容重（以以计计），=1144.8；—基底以上土的的的天然容重重的的平均值值（以以计），=1155。将以上数据代入入入（式5.16）=13875则所以地基承载力力力满足要要求。5.2.8桩桩桩身内力力及桩桩侧土横横向压压应力的计计算算根据中国铁道出出出版社出出版，李李可钏主主编的的«基础工程»第二版中中的的简捷算算法计计算桩身身内力力。作用于地面处的的的横向力力：=1\*GB3①任意深度处处桩桩身截面弯弯弯矩计算公公式式：（式5...17）代入数据：=2\*GB3②任意深度处桩桩桩侧土的横横向向压应力力计算算公式：：（式555.18）代入数据：（式5.17）和和和（式5.18）中系数数、、、可由李可可钏钏主编的«基础工程»第二版中中根根据值从表5-6查得。现现将将、计算列表表如如下，见见表5.4和表5.5，及图5.5和图5.6表5.4计算算算表ayyAB52A6BMy0.000.000.001.000.006.006.000.200.450.1970.99810.245.9916.2320.400.910.3770.98619.605.9225.5200.601.360.5290.95927.515.7533.2620.801.820.6460.91333.595.4839.0701.002.270.7230.85137.605.1142.7021.202.730.7620.77439.624.6444.2681.403.180.7650.68739.784.1243.9021.603.640.7370.59438.323.5641.8881.804.090.6850.49935.622.9938.6142.004.550.6140.40731.932.4434.3702.205.000.5320.32027.661.9229.5842.405.450.4430.24323.041.4624.4942.605.910.3550.17518.461.0519.5102.806.360.2700.12014.040.7214.7603.006.820.1930.07610.040.4610.4923.507.950.0510.0142.650.082.7364.009.090.000.000.000.000.00图5.5桩身弯弯弯矩分布图图表5.5计算算算表ay5.70.90.00.000.000.000.000.000.20.4240.2582.420.232.650.40.7210.4004.110.364.470.60.9020.4505.140.415.550.80.9790.4305.580.395.971.00.9700.3615.530.325.851.20.8950.2635.100.245.341.40.7720.1514.400.144.541.60.6210.0393.540.043.571.80.457-0.0642.60-0.062.552.00.294-0.1511.68-0.141.542.20.142-0.2190.81-0.200.612.40.008-0.2560.05-0.23-0.182.6-0.104-0.290-0.59-0.26-0.852.8-0.193-0.295-1.10-0.27-1.373.0-0.262-0.284-1.49-0.26-1.753.5-0.367-0.199-2.09-0.18-2.274.0-0.432-0.059-2.46-0.05-2.52图5.6桩侧侧侧土横向压压力力分布图图5.2.9桩桩桩身正截截面承承载力检检算利用容许应力法法法检算桩桩身正正截面容容许承承载力，见见算算公式如如下：：（式5.199）由前计算N==，M取最大值值，由由表5.4查得，桩身截面面积，桩桩身截面面抵抗抗矩。将以上数据代入入入（式5.19）：所以，桩身正截截截面承载载力检检算合适适。5.3基础配配配筋情况况由于桩基础检算算算均符合合要求求，所以以只需需按构造造配筋筋即可。根根据据«铁路桥涵涵地地基和基基础设设计规范»6.3采用，钻钻孔孔灌注桩桩可按按桩身内内力要要求分段段配筋筋。主筋筋采用用光面钢钢筋，主主筋直径径选用用1025mmm，沿桩身身截截面中心心直径径0.655m均匀分布布。并并采用8mm箍筋，间间距距为0.2m，在顺钢钢筋筋笼方向向上每每隔2.5m加一道直直径径为16mm的加强箍箍筋筋，以增增大钢钢筋笼的的刚度度。见桩桩身钢钢筋布置置图。因为承台的构造造造满足要要求，所所以仅按按构造造配筋即即可。本本设计采采用桩桩基础直直接埋埋入承台台内的的形式，桩桩基基础深入入长度度为100mmm，主筋深深入入承台内内的长长度为1.2m，并且上上端端弯起，弯弯起起角度为为。并并在每根根桩的的顶面上上铺设设一层直直径为为12mm的钢筋网网，钢钢筋网的的每边边长度都都不小小于2.5mm,网孔采用150mmmm×1550mmm。6地震力计算算6.1概述工程结构抗震设设设防目标标是要要求建筑筑物在在试用期期间，对对于不同同频率率和强度度的地地震应具具有不不同的抗抗震能能力。基基于这这一抗震震设计计准则，新新编编«铁路工程程抗抗震设计计规范范»（以下简简称«新震规»）提出了了三三水准抗抗震设设防要求求，分分别对应应于多多遇地震震、设设计地震震和罕罕遇地震震。即即当遭遇遇低于于本地区区设防防烈度的的多遇遇地震影影响时时，建筑筑物一一般不损损坏或或不需修修理仍仍可继续续使用用；当遭遭遇低低于本地地区设设防烈度度的设设计地震震影响响时，建建筑物物可能损损坏，经经过一般般修理理仍可继继续使使用；当当遭遇遇低于本本地区区设防烈烈度的的预估罕罕遇地地震影响响时，建建筑物不不倒塌塌，或不不发生生危机生生命的的严重破破坏。«建筑抗震规范范范»采用的两两阶阶段设计计用于于实现三三水准准要求的的理念念，也可可应用用铁路桥桥梁抗抗震设计计中。第第一阶段段设计计是多遇遇地震震下的承承载力力验算和和弹性性变形计计算。取取第一水水准地地震动参参数，用用弹性设设计方方法计算算结构构弹性地地震作作用和弹弹性变变形，保保证必必要的强强度、控控制侧向向变形形，满足足第一一水准“不坏”和第二水水准“可修”的要求；；在在通过合合理的的结构布布置和和必要的的抗震震措施，增增加加结构耗耗能和和变形能能力，满满足第三三水准准“不倒”的要求。第第第二阶段段设计计是罕遇遇地震震下弹塑塑性变变形验算算。对对于特别别重要要的结构构或抗抗震能力力较弱弱的结构构，还还要取第第三水水准的地地震动动参数进进行薄薄弱部位位弹塑塑性变形形验算算。梁桥下部结构和和和上部结结构是是通过支支座相相互连接接的。当当梁桥墩墩台受受到侧向向里作作用时，如如果果支座摩摩阻力力未被克克服，则则上部桥桥垮结结构通过过支座座对墩台台顶部部提供一一定的的约束作作用。由由以前震震害表表明，在在强烈烈地震作作用下下，支座座均有有不同程程度的的破坏，桥桥垮垮、梁也也有较较大的纵纵横向向位移，墩墩台台上部结结构约约束并不不明显显。就是实体桥墩而而而言，在在计算算地震作作用时时，可将将桥梁梁墩身沿沿高度度分成若若干区区段，把把每一一区段质质量集集中于相相应重重心处作作为一一个质点点。从从计算角角度上上讲，集集中质质量各数数愈多多，计算算精度度就愈高高，但但计算工工作量量就愈大大，一一般认为为桥墩墩高度在50～60m以下时，墩墩墩身划分分为4～8个质点较较为为合适。对对上上部结构构的梁梁和桥面面及附附属结构构物，可可作为一一个集集中质量量，其其作用位位置顺顺桥向取取支座座中心处处，横横桥向取取上部部结构重重心处处。桥面面集中中质量中中不考考虑车辆辆荷载载，由于于车辆辆的滚动动作用用，在纵纵向不不产生地地震力力，在横横向最最大地震震惯性性力也不不超过过车辆与与桥面面之间的的摩阻阻力，一一般可可以忽略略。所以，本设计针针针对的客客运专专线普通通桥梁梁进行下下部结结构抗震震设计计，主要要是对对桥墩和和桩基基进行抗抗震检检算和