中—活载图示
墩帽采用标号 C30，钢筋混凝土，托盘及缩颈以下 40cm 墩身采用 C30 号混 凝土，墩身及基础采用 C20 号混凝土。
三、 桥梁跨度、样式及主要尺寸
跨度 24m 单线铁路先张法预应力混凝土简支梁。梁全长 24.6m，梁缝 0.1m， 梁高 2.1m，支座铰中心至支撑垫石顶面为 0.325m，轨底至梁底 2.6m，轨底至支 撑垫石顶高度 3.0m，垫石高度为 0.2m，支座底板尺寸为 0.5m 0.5m ，支座全高 0.4m，每孔梁重 1568kN。桥上设双侧人行道及栏杆。
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第一章 设计概况
一、 线路、水文及地质情况
线路为Ⅰ级铁路，单线，直线，平坡。 基地地质粘土，液性指数 0.13，孔隙比 0.69 基本承载力 400kPa，土的容重 19.5kN/m³。 水文、气象：无流水、无冰冻。
二、 设计活载及建筑材料
设计活载为中—活载，且乘以荷载系数 1.3。
图 1— 1
（3）桥上有车双孔活载
E2 1.1 (68.172 74.1) 156.5kN
M 2 1.1 (68.172 1.78 74.1 5.16) 554.07kN m
以上力矩为对支撑垫石顶面力矩， 对墩身截面再增加：M E (2.6 h) ， 计算结果见表 2—5 表 2—5
7.6 4.3 2) 1.10 2 (4.8 11.9) 1.10 P W1 (8 0.6 18.37 kN 2 2 7.6 4.3 M PW 4.8 (0.3 2) 11.9 1.10 P W1 h 1 3 7.6 4.3 26.444 18.37 h
1129.23
1265.59
1280.19
(对基顶截面)
（二） 横桥方向水平力 1、梁及列车风力 钢轨高度采用 h0 0.16m 轨底至梁底 h2 2.6m 轨底至支撑垫石顶 h3 3m 轨顶至梁底高度 c1 2.6 0.16 2.76m 列车风力力臂 c 3 2.16 5.16m 梁上受风面积 F1 2.76 24.7 68.172m 2 一孔列车受风面积 F3 3 24.7 / 2 37.05m 2
四、 桥墩形式及尺寸
顶帽及托盘尺寸见附图一。墩身及基础尺寸见附图二。各部分尺寸确定依 据及最终取值如下： （1） 墩帽厚度 墩帽直接支撑桥跨结构承受较大的支座反力， 为了把支座反力均匀地传递给 墩身，铁路规范规定，墩帽的厚度不小于 40cm，并应采用不低于 C30 的混凝土， 一般要设置钢筋。 依据以上规范规定，设置墩帽厚度为 40cm，采用 C30 混凝土，并设置钢筋。 （2） 墩帽平面尺寸 1 当相邻跨度相等时，相邻支座间的顺桥方向中心距离为 ○
2
设计计算书
图 1—2
桥墩托盘尺寸（单位 cm）
（4） 墩身尺寸 铁路桥墩的侧坡不应小于 20:1，更多情况下采用 30:1~40:1。设计中桥墩的 纵向、横向倾斜度均采用 35:1。 （5） 明挖基础尺寸 明挖基础可采用单层式或多层式，每一层的厚度不宜小于 1.0m。双向受力 矩形墩台的明挖基础， 其最上一层基础台阶两正交方向的破线与竖直线所成的夹 角， 对于混凝土基础不应大于 35°； 其下各层台阶正交方向的夹角不应大于 45°， 如图 1—3 所示
PZ 1 (1430 11.88 119.6) 0.10 285 348.712 kN PZ 2 (18.12 119.6 6.58 104) 0.10 285 348.712 kN
7
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因为均小于一孔梁跨的固定支座的水平力，故仍采用单孔梁跨制动力。 2、风力 风压强度按 W 1.1kN / m 2 计算。 （（二） 垂直荷载 1、单孔轻载（图 2—1）
图 2—1
单孔轻载（单位 m）
1430 2.65 17.2 119.6 15.75 24 1507.88kN R1 M R1 1507.88 0.35 527.758kN m
2、单孔重载（图 2—2）
图 2—2
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（1）桥上无车
E0 1.1 68.172 74.99kN M 0 E0 (h3 0.16 74.99 1.78 133.48kN m c1 ) 2
（2）桥上有车单孔活载
E1 1.1 (68.172 37.05) 115.74kN
M1 1.1 (68.172 1.78 37.05 5.16) 343.78kN m
单孔重载（单位 m）
1430 21.35 17.2 119.6 8.25 24 1979.24kN R2 M R2 1979.24 0.35 692.734kN m
3、双孔重载（图 2—4） 由结构力学原理可知，如果相邻两孔梁的跨度分别为 L1 和 L2 ，两孔梁上静活 载分别为 G1 和 G2 ，则当
A f a 2b 2c 70 50 2 20 2 80 320cm
（3） 托盘尺寸 为了保证悬出部分的安全，根据设计经验，试验资料和构造要求，规定墩 帽下四周设 10~20cm 宽的飞檐，托盘底面横向宽度 B 不宜小于支座底板外缘的 距离 b；托盘侧面与竖直线间的夹角 45° ；支撑垫石横向边缘外侧 50cm 处的 顶帽底缘点竖直线与该底缘点至托盘底部边缘处的连线的夹角 30° ，如图 1 —2 所示。
见表 2—3
h( m) M PW (kN m)
1
表 2—3 5 118.294 10 210.144 15 301.994 20 393.844 22.2 434.258
（2） 墩身风力（计算结果见表 2—4）
b 4.3m B b n 35 2h n
风压强度按 W 1.1kN / m 2 计算。 受风面积 A
f 2e e0 a
1
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a —梁支座底板纵向尺寸 e —梁端至支座中心线的距离（ e 0.3m ）
e0 —为相邻两梁之间应留的缝隙（ e0 0.1m ）
支座底板尺寸给定 0.5m 0.5m ，经过验算：
a 0.5m 2e e 0 0.7m
满足规范要求。 2 为了提高局部承压力，并考虑施工误差及预留锚栓孔的要求，支撑垫石边缘 ○ 至支座底板边缘应保持一定的距离 b，其值为 15~20cm。 依据以上规范规定，取 b=20cm。 3 支撑垫石边缘至顶帽边缘的距离 c，为了满足架梁时或养护时安放移梁及顶 ○ 梁设备的需要，应符合以下规定： a．顺桥方向（纵向） ：跨度 L 8m 时，c 不应小于 15cm； 8m L 20m 时， c 不应小于 25cm； L 20cm 时，c 不应小于 40cm。 b．横桥方向（横向） ：当顶帽为圆弧形时，支撑垫石角至顶帽最近边缘的最 小距离与顺桥方向相同。 当顶帽为矩形时，支撑垫石角至顶帽边缘的最小距离为 50cm。 这样等跨度直线桥顶帽纵向尺寸为：
bB h (b h / n) h 2
风力 P W2 A W 力臂 c
h 2b B h 3b 2h / n 3 b B 3 2b 2h / n
2
力矩（对计算截面） M PW P W2 c
h2 (3b 2h / n ) W 6
当 d 0 2.8 ， B0 4.3 时
N 4 23V ，计算结果见表 2—1
表 2—1
h(m)
5 10 15 20 22.2
V ( m3 )
N 4 (kN )
65.41 141.77 229.92 330.65 379.17
1504.37 3260.81 5288.08 7604.96 8720.97
对墩身任意截面的力矩：
M Z 348.712 (0.325 2.6 h) 1020 348.712h
见表 2—2
h( m) M Z ( kN m)
表 2—2 5 2763.56 10 4507.12 15 6250.68 20 7994.24 22.2 8761.41
（2） 双孔重载
x 5.32 m
由此可以得出双孔重载图示：
图 2—4
双孔重载（单位 m）
R3 R3 ' R3 '' 1430 7.97 11.88 119.6 18.41 104 6.58 2.94 119.6 18.12 15.29 24 24 3029.27kN M R3 ( R3 ' R3 '') 0.35 (1564.79 1464.49) 0.35 35.105kN m
2
表 2—4
h( m) P W2 ( kN ) M PW (kN m )
2
5 24.44 60.43
10 50.44 246.98
15 78.02 567.48
20 107.17 1029.81
22.2 120.5 1280.19
(对计算截面)
M PW (kN m )
2
480.72
862.38
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4、双孔空载（图 2—5）
图 2—5
双孔空载（单位 m）
R4 R4 ' R4 '' 24.7 13 12 2 24 321.1kN M R4 0
二、 附加力
（一） 顺桥方向水平力 1、制动力（牵引力与制动力大小相等，方向相反） （1） 单孔轻载和单孔重载
Pz (1430 17.2 119.6) 0.10 348.712kN
G1 G2 时，简算墩的支座反力之和为最大，因为是等跨 L1 L2
梁，所以公式简化成 G1 G2 ，计算 x 值：