單線無砟軌道315m預應力混凝土簡支梁設(shè)計說明

單線無砟軌道31.5m預應力混凝土簡支梁設(shè)計說明一、 設(shè)計范圍本梁為新建盤錦至營口鐵路客運專線單線無作軌道預應力混凝土簡支梁，計算跨度：31.5m。二、 設(shè)計采用規(guī)范及規(guī)定《新建時速300?350公里客運專線鐵路設(shè)計暫行規(guī)定》(鐵建設(shè)[2007]47號)《鐵路橋涵設(shè)計基本規(guī)范》(TB10002.1-2005)《鐵路橋涵鋼筋混凝土和預應力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(TB10002.3-2005)《鐵路工程抗震設(shè)計規(guī)范》(GB50111-2006)《新建鐵路橋上無縫線路設(shè)計暫行規(guī)定》(2003.6)6.《鐵路混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計暫行規(guī)定》(鐵建設(shè)[2005]157號)及鐵建設(shè)[2007]140號“關(guān)于發(fā)布《鐵路混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計暫行規(guī)定》等兩項鐵路工程建設(shè)標準局部修訂條文的通知”?！犊瓦\專線無作軌道鐵路設(shè)計指南》(鐵建設(shè)函[2005]547號)《客運專線預應力混凝土預制梁暫行技術(shù)條件》三、 主要技術(shù)標準及設(shè)計荷載主要技術(shù)標準鐵路等級：客運專線鐵路。正線數(shù)目：單線。設(shè)計速度：設(shè)計最高時速250km/h。曲線半徑：直線及曲線半徑RN1000m。軌道類型：1型板式無作軌道。環(huán)境：一般大氣條件下無防護措施的地面結(jié)構(gòu)，環(huán)境類別為T1、T2碳化環(huán)境。地震設(shè)防烈度：丑?伽度，設(shè)計地震水平動峰值加速度Ag=0.05g?0.2g。施工方法：預制架設(shè)施工。設(shè)計使用年限：正常使用條件下設(shè)計使用壽命為100年。

設(shè)計荷載恒載自重+二期恒載：自重按照混凝土容重25kN/m3計算,二期恒載按下表計算。序號類型二期恒載值單位1直線無聲屏障71.6kN/m2曲線無聲屏障79.1kN/m3直線有聲屏障88.7kN/m4曲線有聲屏障96.2kN/m混凝土收縮徐變的影響：按照《鐵路橋涵設(shè)計基本規(guī)范》中4.4.5條計算?；钶d設(shè)計活載：ZK標準活載和ZK特種活載。動力系數(shù)：《新建時速300?350公里客運專線鐵路設(shè)計暫行規(guī)定》中6.2.10條:動力系數(shù)：a.計算剪力時：$=欄996+0.9131擋廣°2b.計算彎矩時：$= —+0.8512腴$-①2式中七為加載長度。離心力：按照《新建時速300?350公里客運專線鐵路設(shè)計暫行規(guī)定》中6.2.11條計算:對集中活載Nf=~^(f?N)127R對集中活載qv2127R其中:f對集中活載qv2127R其中:f=1.25-v-120800(814*——"vr+1.75*1-^"1.'2.88離心力按水平向外作用于軌頂以上1.8m處。橫向搖擺力：橫向搖擺力取100KN,作為一個集中荷載取最不利位置，以水平方向垂直線路中線作用于鋼軌頂面。（5）作業(yè)通道設(shè)計豎向靜活載按5kN/m2計算，還需考慮檢查車荷載。設(shè)計時不與列車活載同時計算。附加力（1） 制動力或牽引力：制動力或牽引力應按列車豎向靜活載的10%計算，但當與離心力或列車豎向動力作用同時計算時，制動力或牽引力應按列車豎向靜活載的7%計算。作用于軌頂以上2m處。（2） 風荷載：風荷載按照《鐵路橋涵設(shè)計基本規(guī)范》中4.4.1條計算：無車時為1.960kPa；有車時除1.120kPa環(huán)境風壓外，另水平氣動風壓0.25kPa作用于遮板或聲屏障上。（3） 溫度荷載：按《鐵路橋涵鋼筋混凝土和預應力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（TB10002.3-2005）計算。特殊荷載（1） 地震力：按照《鐵路工程抗震設(shè)計規(guī)范》計算；地震基本烈度丑?伽度，設(shè)計地震水平動峰值加速度0.05g?0.20g。（2） 脫軌荷載：脫軌荷載按照《新建時速300?350公里客運專線鐵路設(shè)計暫行規(guī)定》中6.2.15條計算。情況1：兩條平行線路中心線的無限長線荷重，相距1.4m，其中6.4m長為50kN/m，其余為25kN/m，作用于軌道中心兩側(cè)2.2m范圍內(nèi)。情況2：一條長20m的64kN/m的線荷重，平行線路中心線，作用于防護墻的內(nèi)側(cè)。（3） 架橋機及運梁車荷載：設(shè)計時架橋機及運梁車荷載暫按下圖進行了檢算，實際施工中應根據(jù)具體荷載進行檢算。（注意：荷載圖示不對。）

米薩做梁札兼大支反力工況榮赫嬋植柚布置SI運操車就娜自布置備1&X1X1\米薩做梁札兼大支反力工況榮赫嬋植柚布置SI運操車就娜自布置備II川川II川川（4）長大貨物列車荷載：本設(shè)計僅對長大貨物列車D2、D30、D35列車荷載進行檢算，荷載圖示參見“通橋（2005）2211”。（三）主要設(shè)計指標設(shè)計安全系數(shù)及各階段應力要求見下表。設(shè)計安全系數(shù)及各階段控制指標順號項目檢算條件控制指標1強度安全系數(shù)營運何載K32.0安裝何載K31.82設(shè)計安全系數(shù)抗裂安全系數(shù)營運何載Kf31.2安裝何載Kf31.13預應力鋼絞線應力MPa預加應力時的錨下鋼絞線控制應力OconW0.75fpk4傳力錨固時的鋼絞線控制應力OpW0.65fpk5運營荷載下的鋼絞線應力OpW0.60fpk6疲勞荷載作用下鋼絞線應力幅△opW1407鋼筋應力MPa疲勞荷載作用下帶肋鋼筋應力幅△osW1508混凝土應力MPa傳力錨固時混凝土壓應力OcW0.75fc'9傳力錨固時混凝土拉應力OctW0.70fct'10運營荷載下混凝土壓應力OcW0.50fc11運營荷載下混凝土拉應力OctW012運營荷載下混凝土最大剪應力TcW0.17fc13抗裂荷載下混凝土主拉應力OtpWfct14抗裂荷載下混凝土主壓應力OcpW0.60fc運梁車荷載及架橋機荷載檢算時，抗裂安全系數(shù)大于1.1，強度安全系數(shù)大于1.8。預應力損失計算時，預應力筋松弛，混凝土收縮徐變損失均按《鐵路橋涵鋼筋混凝土和預應力混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（TB10002.3-2005）計算。結(jié)構(gòu)變形限值（1） 梁部結(jié)構(gòu)在列車豎向靜活載作用下，單跨梁體的豎向撓度不應大于L/1000；多跨梁體的豎向撓度不應大于L/1500。（2） 梁部結(jié)構(gòu)在列車豎向靜活載作用下，無砟軌道橋梁梁端豎向轉(zhuǎn)角不應大于下列限制：9=1.0X10-3rad （橋臺與橋梁之間）9+9=2.0x10-3rad（相鄰兩片梁之間）（3） 無砟軌道橋梁梁縫兩側(cè)鋼軌支承點間的相對豎向位移不應大于1mm。（4） 梁體橫向變形的限制應符合下列規(guī)定：1） 在列車橫向搖擺力、離心力、風力和溫度力作用下，梁體的水平撓度應小于或等于梁體計算跨度的1/4000。2） 無砟軌道橋梁相鄰梁梁端兩側(cè)的鋼軌支點橫向相對位移不應大于1mm。3） 在ZK活載、列車橫向搖擺力、離心力、風力和溫度力作用下，橋墩頂橫向水平位移引起的橋面處梁端水平折角應不大于1.0%。。（6）活載作用下梁體扭轉(zhuǎn)引起的軌面不平順限制：以1段3m長的線路為基準，ZK靜活載作用下，一線兩根鋼軌的豎向相對變形量t^1.5mm；實際運營列車靜活載作用下，一線兩根鋼軌的豎向相對變形量t^1.2mm。自振頻率限值空間剛架豎向自振頻率不低于同等跨度簡支梁自振頻率限值：L^40m時，n=120/L；式中n0為豎向自振頻率限值（Hz），L為簡支梁跨度（m）。車橋耦合動力響應分析滿足《新建時速300?350公里客運專線鐵路設(shè)計暫行規(guī)定》中6.3.6條規(guī)定。梁體存放運輸及架設(shè)支點存梁支點應設(shè)腹板下，距梁端距離不大于1.5m；運梁、架梁時支點應設(shè)在腹板下，距梁端距離不大于3.0m。橫向傾覆穩(wěn)定梁體在承受最不利荷載情況下，橫向傾覆穩(wěn)定系數(shù)不得小于1.3。四、主要材料（一） 混凝土預應力混凝土箱梁：C50混凝土封錨混凝土：C50無收縮混凝土鋼筋混凝土（遮板、防護墻及電纜槽等）：C40混凝土（二） 預應力預應力鋼絞線采用15.2mm標準型1x7預應力鋼絞線，抗拉強度fpk=1860MPa，張拉控制應力采用0.65?0.75fk，彈性模量Ep=1.95x105MPa,必須按GB/T5224-2003的技術(shù)標準進行生產(chǎn)和檢驗，斷'絲率不得超過1%。預應力錨具及管道預應力錨具必須經(jīng)過正式鑒定和重大橋梁工程的檢驗，并符合本設(shè)計文件的各項要求。管道與管道間的凈間距不應小于管道外徑；管道的保護層于結(jié)構(gòu)頂面及側(cè)面處，不應小于管道外徑；于結(jié)構(gòu)底面處，不應小于60mm。預制梁預應力管道采用與錨具相對應的抽拔橡膠管。計算時：抽拔橡膠管摩擦系數(shù)^=0.55；偏差系數(shù)k=0.015/m；錨具變形回縮量為6mm。（三） 普通鋼筋普通鋼筋必須符合“GB1499.1?2-2007”標準的各項規(guī)定。設(shè)計采用鋼筋為熱軋HRB335鋼筋，抗拉（fs）、抗壓強度巨,）標準值皆為335MPa；以及HPB235鋼筋抗拉（二）、抗壓強度（fs,）標準值皆為235Mpa。（四） 防水層及保護層防護墻內(nèi)側(cè)采用防水卷材加保護層，保護層采用C40聚丙烯腈纖維混凝土；防護墻外側(cè)采用防水涂料加保護層，保護層采用C40聚丙烯腈纖維混凝土。應符合“客運專線橋梁混凝土橋面防水層暫行技術(shù)條件（科技基[2007]56號）”要求。（五） 支座采用客運專線鐵路橋梁盆式橡膠支座。（六）橋面排水管及管蓋采用PVC管材，應符合《埋地排污、廢水用硬聚氯乙烯（PVC-U）管材》（GB/T10002.3-1996）、《建筑排水用硬聚氯乙烯管材》（GB/T5836.1-92）、《建筑排水用聚氯乙烯管材》（GB/T5836.2-92）的要求。（七）其他對材料的選定、施工工藝以及耐久性措施參照《鐵路混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計暫行規(guī)定》、《鐵路橋涵施工規(guī)范》、《客運專線鐵路混凝土工程施工技術(shù)指南》進行。所有材料質(zhì)量的要求應符合相應的國家標準。并應進行抽樣檢驗。五、關(guān)于動力仿真分析按照直、曲線進行動力仿真分析。梁部及橋墩構(gòu)造參見附件圖紙。墩高及基礎(chǔ)剛度參見附表。橋墩構(gòu)造圖中有三種（墩高范圍不同），三種墩高結(jié)構(gòu)圖，每種墩高只計算墩高最大的，即：橋墩結(jié)構(gòu)圖（一）中取h=9.5m，（墩高H=h+2.95=12.45m）橋墩結(jié)構(gòu)圖（