高速铁路设计规范条文桥梁.docx

1、高速铁路设计规范条文桥梁7 桥 涵7.1 一般规定7.1.1 桥涵的洪水频率标准，应符合现行铁路桥涵设计基本规范（TB10002.1）中级铁路干线的规定。7.1.2 桥涵结构应构造简洁、美观、力求标准化、便于施工和养护维修，结构应具有足够的竖向刚度、横向刚度和抗扭刚度，并应具有足够的耐久性和良好的动力特性，满足轨道稳定性、平顺性的要求，满足高速列车安全运行和旅客乘座舒适度的要求。7.1.3 桥涵主体结构设计使用寿命应满足100年。7.1.4 桥涵结构所用工程材料应符合现行国家及行业标准的规定。7.1.5 桥梁上部结构型式的选择，应根据桥梁的使用功能、河流水文条件、工程地质情况、轨道类型以及施工

2、设备等因素综合考虑。桥梁上部结构宜采用预应力混凝土结构，也可采用钢筋混凝土结构、钢结构和钢-混凝土结合结构。预应力混凝土简支梁结构，宜选用箱形截面梁,也可根据具体情况选用整体性好、结构刚度大的其他截面型式。7.1.6 桥梁结构应设计为正交。当斜交不可避免时，桥梁轴线与支承线夹角不宜小于60，斜交桥台的台尾边线应与线路中线垂直，否则应采取特殊的与路基过渡措施。7.1.7 桥面布置应满足轨道类型、桥面设施的设置及其养护维修的要求。7.1.8 涵洞宜采用钢筋混凝土矩形框架涵。7.1.9 相邻桥涵之间路堤长度，要综合考虑高速列车行车的平顺性要求、路桥（涵）过渡段的施工工艺要求以及经济造价等因素合理确定

3、。两桥台尾之间路堤长度不应小于150m，两涵（框构）之间以及桥台尾与涵（框构）之间路堤长度不应小于30m，对于特殊情况路堤长度不满足上述长度要求时，路基应特殊处理。7.1.10 桥涵设置应做好和自然水系、地方排灌系统的衔接，并满足铁路路基排水的要求。7.1.11当线路位于深切冲沟等特殊地形地貌、地质条件地区时要进行桥梁、涵洞方案比较确定跨越方式。7.1.12无砟轨道桥涵变形及基础沉降应设立观测基准点进行系统观测与分析，其测点布置、观测频次、观测周期应符合客运专线铁路无砟轨道铺设条件评估指南的有关规定。7.1.13 桥涵混凝土结构尚应符合现行铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定的有关规定。7.2 设

4、计荷载7.2.1 桥梁应根据结构设计的特性和检算内容按表7.2.1所列荷载，以其最不利组合情况进行设计。表7.2.1 桥 涵 荷 载荷 载 分 类荷 载 主力恒载结构构件及附属设备自重预加应力混凝土收缩和徐变的影响土压力静水压力及水浮力基础变位的影响活载列车竖向静活载公路竖向静活载（需要时）列车竖向动力作用长钢轨伸缩力、挠曲力离心力横向摇摆力列车活载所产生的土压力人行道及栏杆的荷载气动力附加力制动力或牵引力风力流水压力冰压力温度变化的影响冻胀力特殊荷载列车脱轨荷载船只或排筏的撞击力汽车撞击力施工荷载地震力长钢轨断轨力注: 1 如杆件的主要用途为承受某种附加力，则在计算此杆件时，该附加力应按主力

5、考虑；2 长钢轨伸缩力、挠曲力、断轨力及其与制动力或牵引力等的组合，应符合新建铁路桥上无缝线路设计暂行规定的规定；CRTS型板式无砟轨道作用力应根据实际情况另行研究；3 流水压力不与冰压力组合，两者也不与制动力或牵引力组合；4 列车脱轨荷载、船只或排筏的撞击力、汽车撞击力以及长钢轨断轨力，只计算其中的一种荷载与主力相组合，不与其它附加力组合；5 地震力与其它荷载的组合见国家现行的铁路工程抗震设计规范（GB50111）。7.2.2 桥梁设计应考虑主力与一个方向（顺桥或横桥方向）的附加力组合。7.2.3 桥梁设计应根据各种结构的不同荷载组合，应将材料基本容许应力和地基容许承载力乘以不同的提高系数。

6、对预应力混凝土结构中的强度和抗裂性计算，应采用不同的安全系数。具体按相关规范的规定办理。7.2.4 计算结构构件及附属设备自重时，一般常用材料的容重应按现行铁路桥涵设计基本规范（TB10002.1）采用。 7.2.5 作用于墩台上的土的侧压力，应按现行铁路桥涵设计基本规范（TB10002.1）计算。台后填土的内摩擦角应根据台后过渡段填筑的设计情况确定。7.2.6 列车竖向静活载应采用ZK活载（如图1.0.7所示），并符合下列规定：1 对于单线或双线的桥梁结构，各线均应计入ZK活载作用。2 对于多于两线的桥梁结构，应按下列最不利情况考虑：1）按两条线路在最不利位置承受ZK活载，其余线路不承受列车

7、活载。2）所有线路在最不利位置承受75%的ZK活载。3 设计加载时，活载图式可以任意截取。对多符号影响线，在同符号影响线各区段进行加载，异符号影响线区段分以下两种情况考虑：1）异符号影响线区段长度不大于15m时可不加活载。2）异符号影响线区段长度如果大于15m时，按空车静活载10kN/m加载。4 用空车检算桥梁各部分构件时，其竖向活载应按10kN/m计算。5 桥跨结构或墩台尚应按其实际使用的施工机械和维修养护可能作用的荷载进行检算。7.2.7 考虑列车活载竖向动力作用时，列车竖向活载等于列车竖向静活载乘以动力系数（1+），（1+）应按下列公式计算：ZK活载作用下：1 桥跨结构： 1+=1+（1

8、.44/（L0.5-0.2）-0.18） （7.2.7-1） （1+）计算值小于1.0时取1.0。L加载长度（m），其中L3.61m时按3.61m计；简支梁时为梁的跨度；n跨连续梁时取平均跨度乘以下列系数：=2 1.20=3 1.30=4 1.405 1.50当计算L小于最大跨度时，取最大跨度。2 涵洞及结构顶面有填土的承重结构，当顶面填土厚土HC3m时，不计列车动力作用，当HC3m时按下式计算：1+=1+（1.44/（L0.5-0.2）-0.18）- 0.1（HC-1.0） （7.2.7-2）式中 L加载长度（m），其中L3.61m时按3.61m计；HC为涵洞及结构顶至轨底的填料厚度（m），

9、（1+）计算值小于1.0时取1.0。3 计算实体墩台、基础和土压力时，不计动力作用系数。4 支座动力系数的计算公式应采用相应的桥跨结构动力系数（1+）的计算公式。7.2.8 曲线桥梁应考虑列车竖向静活载产生的离心力的作用，离心力计算应符合下列规定：1 离心力应按下列公式计算：对集中活载N： （7.2.81）对分布活载： （7.2.82）式中N ZK活载图式中的集中荷载（kN）； q ZK活载图式中的分布荷载（kN/m）； V 设计速度（km/h）； R 曲线半径（m）；f 竖向活载折减系数：当L2.88m或V120km/h时，f值取1.0；当计算f值大于1.0时取1.0；当L150m时，取L=

10、150m计算f值。当设计速度V300km/h时，取V=300km/h计算f值。 （7.2.8-3）式中 L 桥上曲线部分荷载长度（m）； 2 离心力按水平向外作用于轨顶以上1.8 m处。3 当计算设计速度大于120km/h时，离心力和竖向活载组合时应考虑以下三种情况：1）不折减的ZK活载和按120km/h速度计算的离心力（f=1.0）；2）折减的ZK活载（ ，）和按设计速度计算的离心力（f1.0）； 3）曲线桥梁还应考虑没有离心力时列车活载作用的情况。7.2.9 横向摇摆力应取100 kN，作为一个集中荷载取最不利位置，以水平方向垂直线路中线作用于钢轨顶面。多线桥梁只计算任一线上的横向摇摆力。

11、7.2.10 桥上列车制动力或牵引力应按列车竖向静活载的10%计算。但当与离心力或列车竖向动力作用同时计算时，制动力或牵引力应按列车竖向静活载的7%计算，具体作用位置按铁路桥涵设计基本规范（TB10002.1）办理。区间双线桥应采用单线的制动力或牵引力，车站内双线桥梁应根据其结构形式考虑制动和启动同时发生的情况进行设计；三线或三线以上的桥梁应采用双线的制动力或牵引力。7.2.11 列车竖向静活载在桥台后破坏棱体上引起的侧向土压力，应按活载换算为当量均布土层厚度计算，如图7.2.11所示。图7.2.11 活载换算土层厚度图活载换算当量均布土层厚度h 0（m），可按下式计算：h0= （7.2.11

12、）式中q 轨底平面上活载竖向压力强度（kPa）；计算活载竖向压力强度时：横向分布宽度按3.0 m 计；纵向分布宽度，当采用集中轴重时为轴距；当采用每延米荷重时为1.0 m 。土的重度（kN/m3）。每线台后活载计算宽度B0可取3.0 m 。7.2.12 长度大于15 m的桥梁，应考虑列车脱轨荷载。列车脱轨荷载不计动力系数。多线桥上，只考虑单线脱轨荷载，且其它线路上不作用列车活载。列车脱轨荷载应按下列两种情况考虑：1 列车脱轨后一侧车轮仍停留在桥面轨道范围内的情况：两条平行于线路中线、相距为1.4 m的线荷载，作用于线路中线一侧2.2 m范围以内且不超过挡砟墙或防护墙内侧的最不利位置上。该线荷载

13、在长度为6.4 m的一段上为50 kN/m，前后各接以25 kN/m，如图7.2.12-1所示。2 列车脱轨后已离开轨道范围，但没有坠落桥下，仍停留在桥面边缘的情况：一条长度为20 m，平行于线路中线，作用于挡砟墙或防护墙内侧的线荷载，其值为64 kN/m，如图7.2.12-2所示。图7.2.12-1 列车脱轨荷载图1图7.2.12-2 列车脱轨荷载图27.2.13 当桥面上布置有作业通道时，作业通道设计时竖向静活载应采用5 kN/m2。当桥上走行检查小车时尚应考虑检查小车竖向荷载。主梁设计时作业通道的竖向静活载不应与列车活载同时计算。在检算栏杆立柱及扶手时，水平推力应按0.75 kN/m考虑

14、。对于立柱，水平推力作用于立柱顶面处。立柱和扶手还应按1.0 kN的集中荷载检算。7.2.14 长钢轨伸缩力、挠曲力和断轨力引起的墩台顶纵向水平力，应按梁轨共同作用进行计算。符合新建铁路桥上无缝线路设计暂行规定的计算条件时，应按该规定计算。断轨力为特殊荷载，单线桥和多线桥均只应计一根钢轨的断轨力。7.2.15 作用于桥梁上的风力、流水压力、水浮力、冰压力、冻胀力、船只或排筏的撞击力、施工荷载，应按现行铁路桥涵设计基本规范（TB10002.1）规定计算。7.2.16 当墩柱有可能受到汽车撞击时，应设置坚固的防护工程。当无法设置防护工程时，必须考虑汽车对墩柱的撞击力。撞击力顺行车方向应采用1000

15、kN，横行车方向应采用500 kN，两个等效力不同时考虑，作用在路面以上1.20m高度处。7.2.17 温度变化（如整体温升、整体温降、日照、寒潮）的作用，应按现行铁路桥涵设计基本规范（TB10002.1）、铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范（TB10002.3）的规定计算。 结构构件应考虑截面的不同侧面或内外面温差产生的应力和位移。7.2.18 地震力的作用，应按现行国家标准铁路工程抗震设计规范（GB50111）的规定计算。7.2.19 气动力计算应符合下列规定：由驶过列车引起的气动压力和气动吸力，应由一个5m长的移动面荷载+q及一个5m长的移动面荷载-q组成。气动力应分为水平气动

16、力qh和垂直气动力qv。水平气动力作用在轨顶之上的最大高度为5m。水平气动力qh可由图7.2.19的曲线查取。垂直气动力q v应按下式计算：=2 （kN/） （7.2.19）式中水平气动力（kN/）D 作用线至线路中心距离（m）对顶盖下的建筑物或构件，q h与q v应乘以1.5的阻挡系数。声屏障设计时面荷载q h和q v应与有车的风荷载叠加。对于因气动力可能引起自振的结构，其气动力还应考虑动力放大系数，该系数通过研究确定。图7.2.19 驶过的列车对建筑物或构件的气动力7.3 结构变形、变位和自振频率的限值7.3.1 本节规定的桥梁梁部及墩台刚度的限值，仅适用于跨度小于96m的混凝土结构。7.

17、3.2 梁体竖向变形、变位限值应符合下列规定：1 梁部结构在ZK竖向静活载作用下，梁体的竖向挠度不应大于表7.3.2限值。表7.3.2 梁体的竖向挠度限值 跨度范围设计速度L40m40m80m250km/hL/1400L/1400L/1000300km/hL/1500L/1600L/1100350km/hL/1600L/1900L/1500注：（1）表中限值适用于3跨及以上的双线简支梁；对于3跨及以上一联的连续梁，梁体竖向挠度限值按表中数值的1.1倍取用；对于2跨一联的连续梁、2跨及以下的双线简支梁，梁体竖向挠度限值按表中数值的1.4倍取用。（2）对于单线简支或连续梁，梁体竖向挠度限值按相应双

18、线桥限值的0.6倍取用。2 拱桥、刚架及连续梁桥的竖向挠度，除考虑列车竖向静活载作用外，尚应计入温度的影响。梁体竖向挠度按下列情况之不利者取值，并应满足表7.3.2所列限值的要求。1）列车竖向静活载作用下产生的挠度值与0.5倍温度引起的挠度值之和。2）0.63倍列车竖向静活载作用下产生的挠度值与全部温度引起的挠度值之和。3 桥面附属设施宜尽量在轨道铺设前完成。轨道铺设完成后，预应力混凝土梁的竖向残余徐变变形应符合下列规定：有砟桥面：梁体的竖向变形不应大于20mm。无砟桥面：L50m时，竖向变形不应大于10mm；L50m时，竖向变形不应大于L/5000且不大于20mm。4 对于设有纵向坡度的无砟

19、轨道桥梁，应考虑梁体纵向伸缩引起的梁缝两侧钢轨支承点竖向相对位移对轨道结构的影响。7.3.3 梁体横向变形的限值应符合下列规定：1 在列车横向摇摆力、离心力、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。2 无砟轨道桥梁相邻梁端两侧的钢轨支点横向相对位移不应大于1mm。7.3.4 ZK静活载作用下梁体扭转引起的轨面不平顺限值：以一段3m长的线路为基准，一线两根钢轨的竖向相对变形量不应大于1.5mm。7.3.5 简支梁竖向自振频率限值应符合下列规定：1 简支梁竖向自振频率不应低于下列限值：L20m no=80/L20L96m no=23.58L-0.592式中 no

20、简支梁竖向自振频率限值(HZ)； L 简支梁跨度(m)。 2 对于运行车长2426m的动车组、L32m混凝土及预应力混凝土双线简支箱梁，当梁体自振频率不低于表7.3.5的限值要求时，梁部结构设计可不再进行车桥耦合动力响应分析。表7.3.5 常用跨度双线简支箱梁不需进行动力检算的竖向自振频率限值 设计速度 跨度(m)250km/h 300km/h 350km/h 12100/L100/L120/L16100/L100/L120/L20100/L100/L120/L24100/L120/L140/L32120/L130/L150/L7.3.6 对于不满足表7.3.5要求的简支梁及其它桥梁，结构设计

21、除进行静力分析外，尚应按实际运营客车通过桥梁情况进行车桥耦合动力响应分析，最大检算速度应按1.2倍设计速度取值。1 脱轨系数、轮重减载率、轮对横向水平力、车体竖向和横向振动加速度、旅客乘坐舒适度指标应满足以下要求：脱轨系数：QP 0.8轮重减载率：PP 0.6轮对横向水平力：Q 10+P0/3 （P0为静轴重；单位kN）车体竖向振动加速度：az 0.13g（半峰值）（g为重力加速度）车体横向振动加速度：ay 0.10g（半峰值）斯佩林舒适度指标: W 2.50 优 2.50W 2.75 良 2.75W 3.00 合格2 桥面板在20Hz及以下强振频率作用下竖向振动加速度限值：有砟桥面：0.35

22、g； 无砟桥面：0.50g。7.3.7 为保证桥梁接缝部位有砟道床稳定性或梁端无砟轨道扣件系统的受力要求，在ZK竖向静活载作用下，桥梁梁端竖向转角不应大于表7.3.7限值。梁端竖向转角如图7.3.7所示。表7.3.7 梁端转角限值桥上轨道类型 位 置限值(rad)备 注有砟轨道桥台与桥梁之间 2.0相邻两孔梁之间 1 + 24.0无砟轨道桥台与桥梁之间 1.5梁端悬出长度0.55m 1.00.55 m 梁端悬出长度0.75m相邻两孔梁之间 1 + 2 3.0梁端悬出长度0.55m 1 + 2 2.00.55 m 梁端悬出长度0.75m注：相邻两孔梁的转角之和（ 1 + 2）除应满足本条规定的限

23、值外，每孔梁的转角尚应满足本条中“桥台与桥梁间转角限值”规定。图7.3.7 梁端转角示意图7.3.8 位于有砟轨道无缝线路固定区的混凝土简支梁，墩台顶部纵向水平线刚度应满足表7.3.8限值要求。表7.3.8 墩台顶纵向水平线刚度限值桥墩/桥台跨度（m）最小水平线刚度（kN/cm）双线单线桥 墩1210060161601002019012024270170323502204055034048720450桥 台 30001500注：高架车站到发线有效长度范围内双线桥梁墩台的最小水平线刚度限值按表内单线桥梁墩台的最小水平线刚度限值的2.0倍取值。7.3.9 墩台横向水平线刚度应满足高速行车条件下列车

24、安全性和旅客乘车舒适度要求，并应对最不利荷载作用下墩台顶横向弹性水平位移进行计算。在ZK活载、横向摇摆力、离心力、风力和温度的作用下，墩顶横向水平位移引起的桥面处梁端水平折角应不大于1.0 弧度。梁端水平折角如图7.3.9所示。图7.3.9 水平折角示意图7.3.10 墩台基础的沉降应按恒载计算，其工后沉降量不应超过表7.3.9限值：表7.3.10 静定结构墩台基础工后沉降限值沉降类型桥上轨道类型限值墩台均匀沉降有砟轨道30mm无砟轨道20mm相邻墩台沉降差有砟轨道15mm无砟轨道5mm注：超静定结构相邻墩台沉降量之差除应满足上述规定外，尚应根据沉降差对结构产生的附加应力的影响确定。7.3.1

25、1 涵洞工后沉降限值应与相邻路基工后沉降限值一致。7.4 结构计算与构造7.4.1 桥涵结构的计算及构造要求应满足本规范的规定，对于本规范未具体规定的内容尚应按现行铁路桥涵设计基本规范(TB10002.1)、铁路桥涵混凝土和砌体规范(TB10002.2)、铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范(TB10002.3)、铁路桥梁钢结构设计规范(TB10002.4)、铁路桥涵地基和基础设计规范(TB10002.5)的相关规定执行。7.4.2 钢筋混凝土及预应力混凝土结构的构造应符合下列规定：1箱梁1）箱梁内净空高度不宜小于1.6 m，并应根据需要设置进人孔，进人孔宜设置在两孔梁梁缝处或梁端附近

26、的底板上。2）梁端桥轴方向的受拉预应力钢筋应不少于1/2伸过支点并锚固；3）对箱梁梁端各倒角部位、吊点下方顶板与梗胁交界部位、梁端底板、进人孔等部位应进行预加应力、存梁、运架梁等施工阶段的局部应力分析，在上述部位构造应适当加强以防裂纹产生。4）宽跨比较大的箱梁，在截面设计时应考虑剪力滞的影响，有效宽度折减系数可按附录D取值。5）有砟（无砟）箱梁设计应考虑铺砟前(无砟轨道铺设前)施工阶段及成桥后各种工况时温度梯度对箱梁受力的影响。6）预制(现浇)箱梁尚应根据施工组织需要考虑运架设备通过时对箱梁的影响。7）双线箱梁横向内力分析宜采用整体计算。2 T梁1）为便于支座安装和检查，T梁端隔板高度应比梁底

27、向上减小10 cm。2）多片式T梁横向须形成整体截面，使各片主梁之间能共同分担活载，在分片架设后必须将横隔板和翼缘连成整体，并施加横向预应力。3）多片式T形梁可作为由主梁及横隔梁组成的格子结构进行分析。4）分片架设预制T梁，湿接缝宽度不宜小于300 mm；湿接缝处钢筋构造应满足整体截面受力要求。3 预应力钢筋或管道的净距及保护层厚度应符合以下规定：1）预应力钢筋管道间的净距，当管道直径小于或等于55 mm时，不应小于40mm；当管道直径大于55 mm时，不应小于管道直径。2）预应力钢筋或管道表面与结构表面之间的保护层厚度，在结构的顶面和侧面不应小于1.0倍的管道直径并不小于50 mm，结构底面

28、不应小于60 mm。4 当要求严格控制结构的徐变变形时，恒载作用下，混凝土应力不宜大于0.4倍的混凝土轴心抗压强度，并应分阶段按相应的混凝土龄期计算混凝土的徐变变形。5 预应力混凝土梁的封锚及接缝处，应在构造上采取防水措施，防止雨水渗入。各种接缝应尽量避开最不利环境作用的部位。对于结构有可能产生裂纹的部位，应适当增设普通钢筋防止裂纹发生。7.4.3 支座设计应符合下列规定：1 桥梁支座宜采用盆式橡胶支座或钢支座，橡胶支座应水平设置。对于沉降难以控制区段的桥梁，经技术经济比较，可采用可调高支座。2 横向宽度较大的梁，其支座部分必须能横向移动及转动，否则在计算支座时应考虑端横梁和末端横框架固端弯矩

29、在支承线上所引起的约束作用。3 对斜交梁，支座纵向位移方向应与梁轴线或切线一致。4 支座设置应满足检查、维修和更换的要求。支承垫石到墩台边缘距离及垫石高度应考虑顶梁的空间。5 支座垫板纵向和横向最外边缘到墩台边缘的距离，应大于表7.4.3的规定。表7.4.3 支座板边缘至墩台边缘的距离跨 度（m）L1616L2020L3232L40L40距离（cm）15202535407.4.4 桥梁墩台设计应符合下列规定：1 桥梁墩台宜采用混凝土或钢筋混凝土结构。2 承台桩基布置在满足刚性角的情况下，承台底部应布置一层钢筋网，当钻孔桩桩径为1.00 m时钢筋直径不小于20 mm；当钻孔桩桩径为1.25 m或1.50 m时钢筋直径不小于25 mm；钢筋间距均为10 cm。3 混凝土实体桥墩应设置护面钢筋，竖向护面钢筋直径不宜小于14 mm，间距不大于15cm；环向箍筋直径不小于10 mm，间距不大于20cm，墩底加密区采用10 cm。空心桥墩的箍筋间距，在固端干扰区为10 cm，其它区段不大于20 cm。4 桥墩台顶面尺寸应满足架设、检查、养护、维修和支座更换及顶梁的要求，并应设排水坡。7.4.5 涵洞设计应符合下列规定：1 涵洞顶至轨底的高度不宜小于1.5 m。2 涵洞可布置成斜交，但斜交涵洞