钢筋混凝土刚构连续梁设计要点

山海桥梁设计手册一第5分册

钢筋混凝土连续刚构

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目录

第一章既有资料汇总

一、单线

二、双线整体

三、双线双幅

第二章、输入资料核实

一、荷载

二、线路、净空

三、梁长与跨度

四、地质资料

五、环境

六、地震

七、附属工程的核实

第三章、建模

一、尺寸初拟（无桩）

1、桥面宽度

2、梁高（普通位置与根部）

3、梁底宽

4、桥墩纵、横向尺寸

5、支座中心距

二、桥博与MIDAS模型（无桩）

三、初定基础与桩基模拟

四、桥博与MIDAS模型（有桩）

第四章、检算

一、总体检算

刚度、支座反力、梁缝、预拱度。

二、桩基检算

三、梁部抗弯抗剪计算

四、墩部检算

五、横向计算

六、运架梁检算

七、长钢轨力检算

八、桩底沉降计算

九、主要计算结果统计

第五章、计算书、图纸与工程数量

一、计算书编制

二、图纸

三、工程数量

附录一：审查记录

附录二：犯错记录

第一章既有资料汇总

钢筋混凝土刚构一般跨度较小，墩高不大，本手册中列举了已设计过的和通

用图中所有类似的小刚构的梁部和墩部构造。

一、单线刚构

单线刚构主要构造尺寸见表l.lo

表1.】单线刚构主要参数表

序曲线半墩梁交横向支座支座吨

二恒顶宽底宽墩宽刚构墩高

号跨度(m)线路径角中心距位活载梁高(m)

(kN/m)(m)(m)(m)(m)

(m)(0)(m)(kN)

13X16有箍2800302.2200090中-活7.14.31.1〜1.81.25.7〜6.2

214+20+14有遁350152.5200075中一活7.14.31.3~2.01.25.55

320+26+20有硝35002.5250075中-活7.14.31.5-2.21.210.3—11.3

2500/

417.3+2X30+19.3有楂40002.575中-活7.14.31.8~2.54.38.3

7000

518.3+24+18.3有罐40002.5200075中-活7.14.31.3~2.01.210.3—11.3

二、双线整体刚构

对于双线桥，当墩梁交角小于10°时，做成双线整体结构。其主要构造尺

寸见表1.2。

表1.2双线整体刚构主要参数表

线间曲线半:敦梁交横向支座支座吨

序二恒顶宽底宽刚构墩高

跨度(m)线路距径角中心距位活载梁高(m)墩宽(m)

号(kN/m)(m)(m)(m)

(m)(m)(°)(m)(kN)

7000

112+16+12无道5062500175ZK13.4100.95.0~9.0

以上

7000

216+20+16无施5063500175ZK13.4101.25〜1.851.05.0〜9.0

以上

1.2/1.05

7000

316+24+16无道5063500175ZK13.4101.35〜2.05(I/11~5.0~9.0

以上

IV区)

35005000/直182/曲A活

412+3X16+12有破4.60513100.95~1.450.95.0~9.0

以上7000197/ZK

3500直182/曲中-活

516+24+16有道4.605350013101.3~2.01.25.0~9.0

以上198/ZK

三、双线分离刚构

对于双线桥，当墩梁交角大于等于10°时，其梁部和墩部均需做成双线分

离结构。两幅间留有2cm左右构造缝，以防水弹性胶填充。其主要构造尺寸见

表1.3o

表1.3双线分离刚构主要参数

曲线半墩梁交横向支座支座吨

序线间距二恒顶宽底宽刚构墩高

跨度(m)线路径角中心距位活载梁高(m)墩宽M

号(m)(kN/m)(m)(m)(m)

(m)(0)(m)(kN)

4.936-

116+24+16有殖3200252.52000180口-活12.2101.3〜2.01.26

4.987

1031500

7000

212+16+12无道51531500175ZK13.4101.0~1.50.95.0〜9.0

以上

2532000

1.25~

1032000

1.85

70001.25~

316+20+16无遁51532000175ZK13.4101.05.0〜9.0

以上1.85

1.20〜

2532500

1.80

1.35~

10325001.2/1.05

70002.05

416+24+16无磴5175ZK13.410(I/II〜5.0~9.0

以上1.35〜

1532500IV区)

2.05

700025325001.35〜1.2/1.05

518+24+18无磴5175ZK13.4105.0~9.0

以上35325002.051.2

1.3/1.1

3000/

253(桩基/明

700070001.45~

620+3X24+20无道5175ZK13.410挖基)5.0~9.0

以上2.15

3000/

3531.25

7000

2500/

102.5

3500

35002500/直182/曲口-活0.95〜

712+3X16+12有磴4.6202.513100.95.Of0

以上4000197/ZK1.45

2500/

302.5

4000

第二章输入资料核实

一、荷载

主要荷载包括自重、二恒、活载、支座沉降、离心力、摇摆力、收缩徐变、

制动力、风力、整体温度、非线性温度、长刚轨力、运架梁荷载等。

表2.1主要荷载说明表

序号荷载名称说明

一般C40以下钢筋混凝土容重取25kN/n?,对于钢筋混凝土桥，

1自重

由于梁体含筋量比较高，其容重可偏安全取26.25kN/m3

二恒大小与直曲线、有无声屏障有关，一般情况下，曲线、有声

2二恒

屏障时，二恒较大。可比较已成桥资料判断二恒的合理性。

3活载中活载与ZK活载冲击系数算法不同，需根据不同荷载形式取值

4支座沉降根据桥的大小取5〜10mm

5离心力仅曲线桥有此项，水平向外作用于轨顶以上2.0m处

6摇摆力一般为100KN,横桥向作用于钢轨顶面，仅计一线摇攫力

7收缩按老化理论由程序自动计算

8徐变按老化理论由程序自动计算

取静活载的10%,顺桥向水平荷载作用于轨顶以上2m,双线桥

9制动力

采用一线制动力，三线或三线以上采用两线制动力

10风荷食需考虑墩部纵向作用，和地部、梁部、车身横向作用

11整体温受整体升降温一般取20℃

有磴取翼板范围5℃,无磴取翼板范围8℃（根据各个院习惯不

12非线性温度

同取值）

由静活载作用下的位移提供给轨道专业，由轨道专业计算后提供

13长刚轨力

长刚轨力结果，再进行墩部检算

此项荷载在二恒施工之前，用于运梁和架梁，故此项荷载不与

14运架梁荷载

二恒一起组合。运梁荷载为动荷载，架梁荷裁为静荷载。

二、线路、净空

表2.2线路情况说明表

项目说明

中活载：对于静活载单线计入100%,双线计入总和的90%,三线及

正线数目三线以上计入总和的80%；

ZK活载：均计入100%

线路

对于双线或双线以上刚构，若墩梁交角大于等于10°,则需将梁与

墩梁交角

墩分为两幅，每幅作为单线桥计算

若曲线半径较小，则必筑曲梁曲做；若曲线半径较大，则需确定是

曲线情况

曲梁曲做还是曲梁直做。当为曲线时，还需考虑曲线引起的离心力

桥下若通航，则需考虑水对墩部的冲刷作用等影响，梁高及桥下净

通航

空需满足通航要求

净空

通车梁高及桥下净空需满足通车要求

三、梁长与跨度

对于此类小刚构，梁端支座中心到梁端的距离一般取0.5m左右即可。对

于双线桥，在确定其跨度时，需核实设计资料中所提供的跨度是按左线中心线划

分或是按梁体中心线划分，跨长是指到梁端还是指到支座中心线。

对于正交刚构，其计算跨度与理论跨度一致，对于斜交刚构，单线桥与理

论跨度一致，双线桥其计算跨度偏安全按腹板边缘进行分跨。为使配筋更合理,

建模时分段长度一般取

四、地质资料

计算桩基所用的地质参数包括：承台底各层土厚、各层土的基本承载力、

极限摩阻力、内摩擦角、质量密度、地基比例系数等。

目前用于计算桩基础的程序有B89和TZ2008两种，采用B89计算时：各

地质参数按各土层厚度取该参数的加权平均值；采用TZ2008时，各土层的各地

质参数分别输入。

采用哪种程序，需根据各设计院的不同要求来确定。

五、环境

环境等级影响混凝土的收缩徐变、混凝土标号、钢筋保护层、裂缝等。此

类小刚构，对于梁部和墩部混凝土一般取为C40,一般环境等级下，承台和桩

采用C30混凝土，对于侵蚀性土壤，则需采用C35。

六、地震

当桥址所在地区位于地震带时，通常需要做抗震设计，主要检算地震作用

下墩和桩的受力。对于配筋率大于0.05%的钢筋混凝土墩除检算多遇地震作用下

受力情况外，还需要检算罕遇地震作用下的受力情况。

表2.3抗震设防烈度和地震动峰值加速度值Ag对应表

抗震设防烈度（度）6789

地震动峰值加速度值0.05g0.10g|0.15g0.20g0.30g0.40g

七、附属工程的核实

附属工程包括挡阵墙、人行道、栏杆、桥面防排水、梁端防排水、接触网

支柱、避车台、防落梁、防抛网、声屏障、电缆槽、检查梯等。

序号项目说明

确定挡昨墙的高与宽，一般对于双线桥，宽25cm,单线桥宽20cm,挡昨墙通常

1挡昨墙

每4m一段设10mm断缝。在每处断缝处应设置15cmX20cm的排水孔

2人行道人行道可直接位于翼板上或做成角钢外挂式

3栏杆

根据桥下要求做成直接排水或集中排水，当桥址位于野外或跨河时，可选择直接排

4桥面防排水

水，若桥下跨路，则需做成集中排水的形式。

5梁端防排水排水管设置在挡昨墙断缝处

确定接触网支柱的位置、型号及其荷载大小，单线时仅在一例布置，双线时需在两

6接触网支柱

侧布置

7避车台确定避车台的位置、型号，单线时仅在一侧布置，双线时需在两侧布置

8防落梁

9防抛网

10声屏障

11电缆槽

12检查梯

第三章建模

一、尺寸初拟(无桩)

1、桥面宽度

桥面宽度涉及到线路中心距、挡昨墙宽、人行道宽度等。

2、梁高(普通位置与根部)

3、梁底宽

4、桥墩纵、横向尺寸

5、支座中心距

二、桥博与MIDAS模型(无桩)

桥博用于进行纵向计算，MIDAS主要用于提取墩桩的横向内力。

建模注意事项：

1、建模跨度；

2、承台与桩不计整体升降温；

3、梁与墩、承台混凝土容重。

三、初定基础与桩基模拟

先根据地质资料确定桩的形式，是采用摩擦桩还是采用柱桩。再根据已成

桥资料确定桩的布置形式，如桩径、根数、排列形式、初步桩长等。由于地质资

料各异，桩的布置形式会有较大差异。已完成的此类刚构采用的桩的布置形式如

下表3.1所示，表3.2为各种不同桩径下桩距及承载力要求。

表3.】桩基布置参考表(以下各桩均为摩擦桩)

曲线半墩梁交

序桩径桩数纵向桩间横向桩间刚构墩桩

号跨度(m)线路线间距(m)任角梁体形式

(m)(m)距(m)距(rr)长(m)

(m)(°)

116+24+16双线、有磴4.936-4.987320025双线分离1.082.73.246~48

23X16单线、有磴—280030—1.042.7435

314+20+14单线'有殖—35015—1.092.72.760

420+26+20单线、有殖—3500—1.092.72.760

517.3+2X30+19.3单线、有磴—4000—1.0112.72.6860

618.3+24+18.3单线'有醴—4000—1.092.72.760

表3.2不同桩径的桩距及最大承载力表

桩径允许最大桩中心距承台边缘最单桩主力最大允许承载力(kN)

序号桩的类型最小桩间距

(m)桩长(m)小距离(m)

混凝土标号C30混凝土标号C35

11.00602.71.0540004700

21.253.31.1562507343.75

31.50904.01.25900010575

4摩擦桩2.005.31.651600018800

52.506.62.052500029375

62.807.42.153136036848

73.007.92.203600042300

81.002.11.0540004700

91.252.71.1562507343.75

101.503.21.25900010575

11柱桩2.004.21.651600018800

122.505.32.052500029375

132.805.92.1b3136。36848

143.006.32.203600042300

桩基的布置还需满足承台的刚性角要求，边桩刚性角小于35°,角桩刚性

角小于45°。

承台厚不小于2倍桩径，刚性角要求见图3.1〜3.2。

XV1

图3.1边桩刚性角不大于35°图3.2边桩刚性角不大于45°

若承台不满足刚性角要求，贝IJ：

1、加大承台厚度；

2、做成二级承台，但最下面一层承台厚度仍然要求不小于2倍桩径；

桩基模拟采用等效刚底计算，根据单位力作用下的桩顶位移，计算桩基等效

截面、长度及刚度。

影响桩基模拟结果的主要参数有：材料弹性系数、桩长、板间距、桩的布置

形式、地质参数。

四、桥博与MIDAS模型（有桩）。

第四章检算

一、总体检算

刚度、支座反力、梁缝、预拱度。

二、桩基检算

检算程序B89:

1、影响单桩承载力的主要参数有：桩径、极限摩阻力、桩底地基土的容

许承载力，其中单桩承载力影响最大的是极限摩阻力；各土层的地质系数按加权

平均值计算，在模型取值时，为偏安全考虑，将极限摩阻力和桩底地基土的容许

承载力留一定的富余量作为安全储备。

2、计算柱桩时，B89的计算结果中，可采用其单桩内力，由于此程序无

法正确计入柱桩的嵌岩深度,单桩承载力需根据《铁路桥涵地基和基础设计规范》

第622-4条公式进行计算。

三、梁部抗弯抗剪计算

四、墩部检算

检算程序用CY。检算位置为墩顶和墩底截面，检算内力一般偏安全采用

纵横向绝对值最大弯矩和最大、最小轴力分别组合进行包络计算。当墩较矮时，

墩顶弯矩较大，为防止配筋过多也可采用绝对值最大的弯矩与对应的轴力组合、

最大轴力与对应的弯矩组合进行验算，通常由最大弯矩内力控制配筋。

五、横向计算

包括普通位置和接触网支柱位置。主要检算翼板根部，取纵向长度1m的

范围内的荷载。包括：翼板自重、翼板处二恒、栏杆重量、人群荷载、部分道磴

重、挡箍墙。

由于截面通常为实心截面，故横向配筋主要由翼板处弯矩控制。

六、运架梁检算

一般分运梁和架梁两种荷载。运梁荷载为移动荷载，架梁荷载为固定荷载。

通常运梁荷载作用下梁体内力较架梁荷载作用下大，而支反力则是架梁荷载作用

下大。由于运架梁过程是在二恒施工前，故运架梁荷载不与二恒一起组合。运架

梁荷载与其它荷载组合情况见表4.1。

表4.1运架梁荷载组合表

自重二恒收缩徐殳支座沉降动力系数

运梁荷载100011.05

架梁荷载100011

运架梁荷载的配筋检算与梁部检算方法相同，可先比较几个特殊截面运架

梁荷载作用下的内力和活载作用下的内力大小，再确定是否重新计算。

七、长钢轨力检算

长钢轨力也叫无缝线路纵向力，包括由温度变化引起的伸缩力、梁体挠

曲引起的挠曲力和长钢轨折断引起的断轨力。检算长钢轨力主要是检算此纵向力

作用对墩及桩的影响。其中伸缩力和挠曲力属于主力，断轨力属于特殊荷载。这

三种力与其它荷载的组合情况见下表。

表4.2长钢轨力与其它组合表

墩台类型序号荷载分类纵向力组合

①恒载+两股钢轨伸缩力

1主力无车②恒载+两股钢轨挠曲力

单线墩台①与②比较取大值

2主力+特殊荷载无车恒载+一股钢轨伸缩力+另一股钢轨断轨力

①恒载+四股钢轨伸缩力

1主力双线无车②恒载+四股钢轨挠曲力

①与②比较取大值

主力+纵向附加力恒载+一线活载+一线列车制动力或牵引力+另

2一线有车一线两段钢轨伸缩力或挠曲力较大值+其它纵

一线无车向附加力

双线墩台

主力+特殊荷载恒载+一线一股钢轨断轨力+另一股钢轨伸缩力

3

双线无车+另一线两股钢轨伸缩力或挠曲力较大值

主力+特殊荷载

恒载+一线一股钢轨断轨力+另一股钢轨伸缩力

4一线有车

+另一线活载

一线无车

注：1、单线长钢轨力不与有车主力组合；双线长钢轨力不与双线有车主力组合;

2、以上主力指自重、二恒、混凝土收缩徐变、基础变位等；

3、检算刚构墩时，作用点位于梁顶；检算连接墩时，作用点位于梁底。

八、桩底沉降计算

九、主要计算结果统计

第五章计算书、图纸与工程数量

一、计算书编制

二、图纸

序号图名图号

1设计说明（一）图号XXXXX-01

2设计说明（二）图号XXXXX-02

3桥型布置图图号XXXXX-03

4桥面布置图图号XXXXX-04

5梁部轮廓图图号XXXXX-05

6X#、X#刚构地轮廓图图号XXXXX-06

7x#、X#连接墩轮廓图图号XXXXX-07

8施工步骤图图号XXXXX-08

9主梁钢筋布置图（一）图号XXXXX-09

10主梁钢筋布置图（二）图号XXXXX-10

11主梁钢筋布置图（三）图号XXXXX-11

12X#、X#刚构墩钢筋布置图图号XXXXX-12

13x#、X#连接墩钢筋布置图图号XXXXX-13

14顶帽钢筋布置图图号XXXXX-14

15托盘钢筋图图号XXXXX-15

16承台钢筋布置图图号XXXXX-16

17桩身钢筋布置图图号XXXXX-17

18支座布置图图号XXXXX-18

19挡昨墙钢筋布置图图号XXXXX-19

20梁端防排水图图号XXXXX-20

21桥面防排水布置图（一）图号XXXXX-21

22桥面防排水布置图（二）图号XXXXX-22

23接触网构造及钢筋布置图图号XXXXX-23

24人行道及避车台设计图（一）图号XXXXX-24

25人行道及避车台设计图（二）图号XXXXX-2S

26人行道及避车台设计图（三）图号XXXXX-26

27人行道及避车台设计图（四）图号XXXXX-27

三、工程数量

主要工程数量表

工程项目单位数量

C40混凝土m3

主梁

HRB335钢筋t

C40混凝土m3

挡停墙

HRB335钢筋t

避车台（1型，每处左右各1个）处

梁部及桥面

人行道栏杆m

系、桥面附

属伸缩缝处

桥面附属

基础网支架基部（D型，每处2个）处

接触网支架基础HRB335钢筋t

钢料t

(P160PVC管m

桥面排水

(P200PVC管m

C40混凝土（刚构墩）m3

C40（连挎城垫石）m3

C35（连接墩顶帽）m3

墩部墩身C35（连接墩托盘）m3

C35（连接母场身）m3

HPB235钢筋t

HRB335钢筋t

C30耐久防腐混凝土m3

承台HRB335钢筋t

L5OX5OX4角钢t

基础

C30混凝土m3

桩基HPB235钢筋t

内径50mm,壁厚3mm声测管t

支座纵向活动支座TZ-2000-ZX-e30-0.1g-C-i8个

附录一：审查记录

设计文件审查单

设计文件名称宁启线复线电气化(3X16)m设计阶段施工图

送审专业/送审桥梁/钟娟/2011.1.17联系电话/p>

审查者对设计文件审核意见、验证意见/签署处理情况/签署

一、计算书一、计算书

1、一期恒载容重应按25X1.05计。1、回复：按意见将梁体混凝土容

重放大1.05倍。墩和承台不变。

2、温度模式增加不均匀升降温。2、回复：模型增加“桥面至翼板

根部范围升温5℃”。

3、收缩徐变天数按铁路老化理论设计应为三年。3、回复：后期收缩徐变本设计中

按1000天计。

4、梁体钢筋图检算中，og优化在160MP。，裂缝为4、回复：按要求重新计算，保证

0.15mm内。各截面钢筋应力小于160MP。，

裂缝不大于。.15mm。

5、补充材料包络图。5、回复：在计算书第四节“梁部

计算”中补充材料包络图。

二、第二册图纸二、第二册图纸

1、设计说明补充刚构连续梁设计概况。1、回复：在设计说明中补充

2、设计说明补充：推荐支座，参考通桥(2005)1201-11,2、回复：在设计说明中支反力表

补充主要设计指标。中补充推荐支座吨位。

3、梁部轮廓图补充接触网和避车台位置。3、回复：按要求修改，补充其位

置。

4、支座横向间距改为2.2m,便于利用桥台参考图。4、回复：支座横向间距改为

2.2m,修改相关图纸，并重新计

算曲线对支反力的影响。

5、桩基设计采用20025cmo5、回复：按意见修改

设计文件名称宁启线复线电气化（3X16）m设计阶段施工图

送审专业/送审桥梁/钟娟/2011.1.17联系电话/p>

审查者对设计文件审核意见、验证意见/签署处理情况/签署