地质资料 : 0～210 m ,黏土 ,基本承载力为 0 kPa; 210～11 m ,砂黏土 ,基本承载力为 200 kPa; 11～16 m , 圆砾土 ,基本承载力为 400 kPa; 16 ～18 m ,砂黏土 ,基 本承载力为 160 kPa; 18～2515 m ,砂黏土 ,基本承载力 为 240 kPa; 2515～30 m ,中砂 ,基本承载力为 450 kPa; 30 m 以下 ,圆砾土 ,基本承载力为 600 kPa。
力或牵引力 。
21212 无缝线路作用于墩台顶的纵向水平力 无缝线路长钢轨伸缩力 、挠曲力和断轨力引起的
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 。断轨力为特殊荷载 ,均只计
1根钢轨的断轨力 。
( 1 )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
收稿日期 : 2006 - 12 - 18 作者简介 :甄津津 (1973—) ,女 ,工程师 , 1996年毕业于西南交通大学 。
线常用跨 度 桥 梁 的 桥 墩 设 计 中 的 一 些 问 题 作 简 要 探讨 。
2 主要设计要点
211 景观设计 随着国民经济的发展 ,国家财力的增长 ,人们对桥
16 2140 3215 406 0160 1100 8 618 1014 215 21016 17618 8717 47511
16 2180 3210 415 0140 1100 8 518 1014 210 24119 12016 8613 44819
注 :总刚度的单位为 kN / ( cm ·双线 )
+活载 +一线列车制动力或牵引力 +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
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 。 21213 墩顶水平线刚度
在桥墩设计时 ,需根据不同的地质情况 ,确定出墩 身弹性位移占总位移合理比例 。在此 ,以一种地质情 况为例 ,对不同桥墩高度及不同基础布置情况进行了 计算 ,结果如表 2所示 。
表 2 桥墩和桩基础计算结果
墩 高
纵向 尺寸
桩长
总 刚
墩身 位移
/m /m /m 度 比例
桩 径
/m
根 数
承台尺寸 /m 纵横厚斜交桥梁斜交斜做 ,桥墩沿道路方向布设不仅 桥下道路顺畅 ,而且通过在分隔带上设墩可使小跨度桥
32
梁跨越宽阔道路 ,避免采用大跨 ,降低桥梁和线路高度 , 节省工程造价 ,具有良好的经济效益和社会效益 。
(2)时速 250 km 和 350 km 刚构连续梁通用设计 图主梁和刚壁墩结构尺寸选择合理 ;刚构连续梁桥结 构分析应综合考虑刚壁墩和基础刚度的影响 ,针对不 同墩高和不同地基系数比例系数 m0 值 ,给出地基刚 度的最小限值和最大限值要求 。
设计 , 2005, (11) : 12 - 16.
铁道标准设计 RA ILWAY STANDARD DESIGN 2007 (2)
甄津津 —客运专线铁路常用跨度桥梁桥墩设计
·客运专线铁路桥梁设计论文专辑 ·
图 1 矩形桥墩
212
结构设计
图 2 圆端形桥墩
21211 设计荷载
(1)恒载 :包括梁部结构自重 、二期恒载及基础变
1 概述
目前 ,我国的铁路客运专线建设正处于高潮 ,拟建 和在建的客运专线铁路项目已达 10 条以上 。在这些 客运专线中 ,桥梁总长占线路总长的比例均在 30%以 上 ,京津城际铁路和京沪高速铁路均超过了 80% ,其 中 , 32、24 m 等常用跨度桥梁均占全线桥梁总长度的 90%以上 。所以 ,我国的铁路客运专线具有规模大 、桥 梁比重大 、常用跨度桥梁为主的特点 。下面就客运专
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 。
( 2 )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
(2)非固定墩墩顶纵向水平力按支座摩阻力计 。 ( 3 )联间墩墩顶纵向水平力按墩顶纵向两排支座 摩阻力之差计算 。 21215 桥墩各部构造 (1)顶帽 、托盘和支承垫石 为满足顶梁 、维修和更换支座需要 ,将支承垫石加 高 。梁底至墩顶按 60 cm 考虑 。顶帽及托盘截面采用 矩形截面四周抹圆角形式 ,顶帽上设置排水坡 。顶帽 、 托盘及墩身相互间不设飞檐 。 ( 2 )墩身截面 桥墩墩身截面按照梁部协调统一 、实用性好、施工 简便 、易于养护维修等原则 ,并根据不同的使用条件分 别采用矩形截面和圆端形截面 ,直 、曲线上采用相同的 截面尺寸。考虑刚度 、强度、养护维修等方面因素 ,墩全 高在 24 m及以下采用混凝土或钢筋混凝土实体桥墩 。 ①实体混凝土桥墩按混凝土偏心受压构件计算 。 ②钢筋混凝土桥墩按钢筋混凝土偏心受压构件计 算 。墩身裂缝宽度除按现行《铁路桥梁检定规范 》办 理外 ,还要满足耐久性要求 。 ③桥墩顶帽面弹性水平位移 Δ按以下原则进行 检算 : 顺桥方向 除满足纵向刚度要求外 ,还须满足 Δ
为满足无缝线路轨道的受力要求 ,特提出墩顶纵 向水平线刚度限值 。而较大的横向刚度 ,可以保证列 车运行的安全性和舒适性 ,保证桥上轨道结构的稳定 性 ,保证桥上不出现过大的横向振动 ,从而减少桥上轨 道的养护维修 。
按照《新建铁路桥上无缝线路设计暂行规定 》和 《京沪高速铁路常用跨度连续梁桥设计研究 》,设计时 简 支 梁 和 连 续 梁 墩 顶 最 小 纵 向 水 平 线 刚 度 K最小
10 1160 2815 408 0159 1100 8 512 1014 210 9015 10812 7619 27516
10 2100 2810 496 0138 1100 8 418 1014 210 11114 9918 7515 28618
16 2115 2715 406 0182 1100 11 910 1416 210 19015 26218 10210 55514
规范上对于桥墩的横向刚度没有明确规定 。在设 计时 ,可按荷载作用下的桥墩横向水平位移差引起的 相邻结构物桥面处轴线间的的水平折角不超过 1‰来 控制 。一般来说 ,客运专线都是双线 ,在墩高 20 m 以 内时 ,横向位移限值不控制设计 。 21214 连续梁固定墩 、非固定墩及联间墩纵向水平 力分配原则 (1)固定墩承受 100%的纵向力 。
墩身 圬工
/m 3
承台 圬工
/m 3
桩身 圬工
/m 3
总圬 工
/m 3
4 1100 3015 759 0158 1100 8 418 1014 210 2311 9918 8213 20513
10 1140 2615 407 0186 1100 11 814 1410 210 7918 23512 9813 41313
车通过桥梁时的舒适性和安全性 ,验证桥梁设计方法 ,完 善设计规范 ,并为今后高速铁路的设计与修建积累经验 , 铁道部在秦沈客运专线交付运营前 ,选择典型桥梁工点 进行系统的动力性能试验研究。刚构连续梁桥首次在铁 路上采用 ,跨 102国道 3号大桥作为斜交刚构连续梁的代 表桥型之一也在试验研究之中 ,试验结论如下。
( kN / cm ·双线 )必须满足表 1要求 。
梁型 简支梁 连续梁
表 1 墩顶最小水平线刚度限值
设计跨度 /m
纵向水平刚度 / ( kN / cm ·双线 )
24
300
32
400
3 ×24
800
2 ×32
650
墩顶水平线刚度需满足要求 ,即当墩顶作用单位 水平力 ( 1 kN ) 时 , 墩顶水平总位移不得大于 1 / K最小 ( cm ) 。墩顶水平总位移为墩身弹性水平位移 、基础转 动引起的墩顶水平位移及与基础位移三者之和 。
规定 [ S ]. [3 ] 铁道科学研究院. 秦沈客运专线桥梁动力性能综合试验研究报告
[R ]. 北京 : 2003. [4 ] 苏 伟 ,王俊杰. 秦沈客运专线刚构连续梁桥设计 [J ]. 铁道标准
设计 , 2001, (11) : 12 - 14. [5 ] 马胜双. 铁路客运专线斜交刚构连续梁桥设计研究 [J ]. 铁道标准
位等 。
(2)设计列车活载 :采用“ZK活载 ”。
①设计加载时 ,活载图式可任意截取 。双线荷载
作用时按 100%计 ,不予折减 。
②顶帽和钢筋混凝土墩身结构考虑列车活载的动
力作用 。
③桥梁在曲线上时 ,应考虑列车竖向静活载产生 的离心力 。
④制动力或牵引力按列车竖向静活载的 10%计 算 ,但当与离心力或列车的竖向动力作用同时计算时 , 则按竖向静活载的 7%计算 。双线桥采用一线的制动
( 1 )斜交刚构连续梁桥具有较大的竖向刚度和横 向刚度 ,实测竖向活载静挠度小于理论计算值 ,实测各 跨中横向最大振幅和梁枕端横向最大振幅均较小 ,符 合《养护维修技术条件 》要求 。
(2)实测边墩顶最大横向位移满足《桥检规 》和 《养护维修技术条件 》要求 。
( 3 )轮轨减载率 和 脱轨 系 数满 足《养护 维修 技 术 条件 》要求 。
从表 2可以看出 ,对上述地质地质资料的计算结