连续梁(80.6+128+80.6)m设计说明、施工方法及注意事项.doc
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无砟轨道预应力混凝土连续梁（80.6+128+80.6）m
设计说明、施工方法及注意事项
一、概述：
本设计为新建长沙至昆明铁路客运专线（长玉段）工程通用设计图，适应于芷江舞水特大桥，田家坪舞水特大桥、跨芙蓉大道特大桥。
二、采用规范：
1、《高速铁路设计规范》（试行）（TB10621-2009）（铁建设[2009]209号）；
2、《铁路桥涵设计基本规范》（TB10002.1-2005）；
3、《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》（TB10002.3-2005）；
4、《铁路桥涵混凝土和砌体结构设计规范》（TB10002.4-2005）；
5、《铁路工程抗震设计规范》（GB50111-2006）（2009版）；
6、《铁路架桥机架梁暂行规程》（铁建设[2006]181号）；
7、《铁路混凝土结构耐久性设计规范》（TB10005-2010）；
8、《新建铁路桥上无缝线路设计暂行规定》（2003.6）；
9、“关于发布《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》等两项铁路工程建设标准局部修订条文的通知”（铁建设[2007]140号）；
10、“关于发布《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》等三项标准局部修订条文的通知”（铁建设[2009]22号）；
11、“关于发布《铁路工程地质勘察规范》等44项铁路工程建设标准局部修订条文的通知”（铁建设[2009]62号）；
12、其他相关规范、规程；
三、适应范围：
1、设计最高行车速度250km/h,按350km/h控制；
2、客运专线、双线正线，主桥位于直线及圆曲线（最小曲线半径R＝12000m）上，线间距5.0m,采用CRTSI型双块式无砟轨道；
3、碳化锈蚀环境T1、T2；
4、桥上不设人行道检查车，桥面通行时不允许人员上桥；
5、悬臂浇筑施工；
6、地震列度6度及以下，地震动峰值加速度0.05g;
四、主要设计原则及设计技术参术：
（一）结构形式：
1、采用预应力混凝土连续箱梁，
计算跨度（80.6+128+80.6）m，
支座中心线至梁端0.85m,梁全长290.9m。
中支点截面中心处梁高9.684m；
中跨跨中9m等高段，边跨21.95m等高段，
截面中心处的梁高5.864m。
2、截面采用单箱单室、变高度、变截面直腹板形式。
箱梁顶宽12m，底宽7m；
顶板厚度除梁端附近外均450~650mm,按折线变化；
腹板厚度640~1100mm,按折线变化；
底板厚由跨中的520mm按二次抛物线变化至根部的1200mm。
全联在端支点、中跨跨中及中支点处共设置5个横隔板。
隔板厚度：
边支座处1.5m，中跨中0.8m，中支点处3.0m.
横隔板设有孔洞，供检查人员通过。
箱梁两侧腹板与底板相交处外侧均采用圆弧倒角过渡。
3、桥面宽度：
防护墙内侧净宽8.8m,
桥上人行道栏杆内侧净宽11.9m,
桥面板宽12m,
桥梁建筑总宽12.28m。
4、曲线上梁按曲线曲做布置，梁体沿线路左线中心线布置，相应的梁体轮廓及附属构造尺寸均为沿线路左线中心线的展开尺寸，梁体轮廓、普通钢筋、预应力钢束及管道等均以左线中心线为基准线沿径向依据曲率进行相应的调整，支座亦按径向布置。
（一）设计荷载
1、恒载：
（1）结构构件自重：
按《铁路桥涵设计基本规范》（TB10002.1-2005）采用。
（2）附属设施重（二期恒载）：
二期恒载：
包括钢轨、扣件、轨道板、砂浆垫层、底座板等线路设备重以及防水层、保护层、人行道栏杆或声屏障、防护墙、电缆槽盖板及竖墙等附属设施重量。
本设计二期恒载按工点计算。
当实际二期恒载与设计不同时，应重新进行检算。
工点名称
曲线半径（m）
有无声屏障
二期恒载（KN/M）
芷江舞水特大桥
有
126.7
田家坪舞水特大桥
无
114.3
跨芙蓉大道特大桥
12000
有
130.5
跨焦柳铁路特大桥
无
114.3
（3）混凝土收缩、徐变影响
混凝土收缩、徐变影响按《铁路桥涵设计基本规范》（TB10002.1-2005）进行计算。
（4）基础沉降
根据《高速铁路设计规范》（试行）（TB10621-2009）7.3.10条规定，墩台基础的沉降量按恒载计算。
本次设计相邻墩台沉降差按20mm考虑，荷载组合时按最不利情况进行组合。
2、活载
（1）纵向计算采用ZK标准活载。
（2）横向计算采用ZK特种活载。
（3）列车活载动力系数如下：
动力系数：
1+μ=1+（1.44/（Lφ0.5－0.2）－0.18）
其中Lφ为梁的加载长度，以米计，当计算动力系数小于1.0时采用1.0.。
（4）横向遥摆力：
根据《高速铁路设计规范》（试行）（TB10621-2009）第7.2.9条规定办理；
（5）人行道及栏杆荷载：
根据《高速铁路设计规范》（试行）（TB10621-2009）第7.2.13条规定办理；
（6）曲线列车竖向静活载产生的离心力：
根据《高速铁路设计规范》（试行）（TB10621-2009）第7.2.8条规定办理；
3、附加力
（1）风力：
按《铁路桥涵设计基本规范》（TB10002.1-2005）第4.4.1条计算。
（2）温度荷载：
施工合龙温度按照5~15℃考虑，梁体按均匀升温25℃，降温25℃计算，非线性温度变化按《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》（TB10002.3-2005）第4.3.10条计算。
4、特殊荷载
（1）列车脱轨荷载：
根据《高速铁路设计规范》（试行）（TB10621-2009）7.2.12条规定办理。
（2）地震力：
按《铁路工程抗震设计规范》（GB50111-2006）（2009版）规定计算。
5、施工荷载
施工挂篮、机具及人群等按850KN计算，挂篮前支点距离梁端0.5m；当采用的施工荷载大于设计荷载或本图检算荷载时，施工单位应结合实际施工荷载重新进行检算。
6、荷载组合分别以主力、主力+附加力进行组合，取最不力组合进行设计，并对特殊荷载进行检算。
（三）主要设计指标
1、设计安全系数及务阶段应力指标见下表
序号
项目
检算条件
控制条件
01
设计安全系数
强度安全系数
运营荷载
主力
K≥2.2
主力+附力
K≥1.98
安装荷载下
K≥1.8
02
抗裂安全系数
运营荷载下
Kf≥1.2
安装荷载下
Kf≥1.1
03
预应力钢绞线应力（MPa）
预加应力时的锚下钢绞线控制应力
σcon≤0.75fpk
04
传力锚固时的钢绞线控制应力
σp≤0.65fpk
05
运营荷载下钢绞线应力
σp≤0.60fpk
06
疲劳荷载作用下钢束应力幅
Δσp≤140
07
钢筋应力（MPa）
疲劳荷载作用下带肋钢筋应力幅
Δσp≤150
08
混凝土应力（MPa）
传力锚固时混凝土压应力
σc≤0.75fc’
09
传力锚固时混凝土拉应力
σc≤0.70fct’
10
运营荷载下混凝土压应力
σc≤0.50fc
11
运营荷载下混凝土拉应力
σc≤0
12
运营荷载下混凝土最大剪应力
τc≤0.17fc
13
抗裂荷载作用下混凝土的主压应力
σcp≤0.60fc
14
抗裂荷载作用下混凝土的主拉应力
σtp≤fct
注：
fpk为钢绞线之抗拉强度标准值；fc’fct’分别为施加预应力时混凝土轴心抗压、抗拉极限强度；fcfct分别为混凝土轴心抗压、抗拉极限强度。
2、各项损失计算：
（1）纵、横向预应力损失
锚口及喇叭口损失按锚外控制应力的6%计算，管道摩阻力系数取0.26，管道偏差系数取0.003；松驰损失、收缩徐变及其他各项损失按《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》（TB10002.3-2005）计算。
（2）竖向预应力损失
管道摩阻力系数取0.35，管道偏差系数取0.003；松驰损失、收缩徐变及其他各项损失按《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》（TB10002.3-2005）计算。
3、梁体变形限值
（1）在列车竖向静活载作用下，梁体竖向挠度值Δ≤L/1363，L为计算跨度。
（2）在列车竖向静活载作用下，梁端竖向转角不应大于1‰。
（3）在列车横向摇摆力、风力和温度的作用下，梁体的水平挠度应小于或等于梁体计算跨度的1/4000。
（4）以一段3m长的线为基准，ZK静活载作用下，一线两根钢轨的竖向相对变形量≤1.5mm.
（5）轨道铺设后，无砟轨道桥面梁的徐变上拱值不大于10mm.
（四）线形控制（符号：
向上变形为“+”，向下变形为“—”）
1、最大静活载挠度：
—49.2mm,为跨度的1/2613.
2、ZK静活载作用下梁端竖向折角：
下挠0.89‰，反弯0.69‰，小于限值1‰。
3、线形控制：
理论计算各阶段各控制点挠度图《施工阶段梁体挠度表》，实际施工中反拱的设置根据具体情况，充分考虑徐变的影响以及预计二期恒载上桥时间确定。
本设计二期恒载上桥时间按预加应力后60天计算，理论计算残余徐变拱度值见下表，铺设无砟轨道应在终张拉60天后方可进行。
二期恒载
114.3KN/m
126.7KN/m
130.5KN/m
徐变拱度值（向上为正）
边跨中（mm）
-1.3
-1.5
-1.6
中跨中（mm）
3.0
1.1
-0.9
（五）支座纵向预偏量
支座纵向预偏量系指支座上板纵向偏离中心线的位置。
设Δ1为箱梁在预应力、二期恒载及收缩徐变作用下引起的各支点的位移量，Δ2为各支点由于实际合龙温度与计算合龙温度之差引起的位移量，各支座处的纵向偏移量由式Δ＝—（Δ1+Δ2）求得，式中负号表示按计算所得的位移量反方向设置预偏量。
施工过程中应根据具体的合龙温度、预应力情况、施工工期等确定合理的支座偏量。
支座偏移量表
支座号
边支座
固定支座
中支座
边支座
位移量Δ1（mm）
23
0
58
80
方向
向左
向左
五、材料
（一）混凝土
梁体混凝土强度等级为C50，
封端采用强度等级为C50的无收缩混凝土
防护墙、遮板及电缆槽竖墙混凝土强度等级为C40;
防水层的保护层采用C40纤维混凝土，
电缆槽盖板采用钢筋混凝土或RPC混凝土，其中RPC混凝土性能指标应满足《客运专线活性粉末混凝土（RPC）材料人行道板、盖板暂行技术条件》要求。
（二）钢材
1、纵向预应力体系
纵向预应力钢筋采用抗拉强度标准值为1860MPa的高强度低松驰钢绞线，公称直径15.2mm,其技术条件应符合GB/T5224-2003标准。
锚固体系采用自锚式拉丝体系，锚具应符合《铁路工程预应力筋用夹片式锚具、夹具和连接器技术条件》，张拉采用与之配套的机具设备。
管道形成采用金属波纹管成孔，金属波纹管应符合《预应力混凝土用金属波纹管》JG225-2007要求。
合龙段处预应力筋金属波纹管采用增强型，其他可采用标准型。
2、横向预应力体系
横向预应力筋采用抗拉强度标准值为1860Mpa的高强度低松驰钢绞线，公称直径15.2mm,其技术条件应符合GB/T5224-2003标准。
采用BM15-4（P）锚具及锚固体系，锚具应符合《铁路工程预应力筋用夹片式锚具、夹具和连接器技术条件》；张拉机具采用YDC240Q型千斤顶；管道形成采用内径70*19mm扁形金属波纹管成孔，金属波纹管应符合《预应力混凝土用金属波纹管》JG225-2007要求。
3、竖向预应力体系
竖向预应力筋采用ø25mm预应力混凝土用螺纹钢筋，型号PSB830MPa，抗拉强度标准植830MPa,其技术条件应符合GB/T20065-2006标准
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