CJJ242-2016城市道路与轨道交通合建桥梁设计规范.pdf

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  • 在结构使用期间出现的概率很小,一旦出现,其值很大且 续时间很短的作用。

    2.1.9安全等级safetyclas

    为使结构具有合理的安全性 安全阀标准,根据工程结构破坏所产生后 的严重程度而划分的设计等级

    2.1.11列车竖向动力

    2.1.15 列横向摇摆力

    2.1. 18 挠曲力

    在列车荷载作用下,桥梁挠曲引起的桥梁与长钢轨相对位 而产生的纵向力。

    因长钢轨折断,引起桥梁与长钢轨相对位移而产生的 向力,

    2.1.20无缝线路纵向水平力

    uouslyweldedrai

    伸缩力、挠曲力、断轨力的总称。

    2.1.21车桥耦合振动动力响应

    2.1.22轮重减载率

    车辆运营时,轮对中单侧车轮轮重减载量与左右侧车轮平均 轮重之比。

    车辆运营时,作用于轮对中单侧车轮上的横向力和垂向 比值。

    2.1.24斯佩林指标sperling index

    桥墩顶面处顺桥向和横桥向水平位移; △P一一轮对中单侧车轮轮重减载量; 1±一 动力系数。

    3.0.1城市道路与轨道交通合建桥梁设计应符合城市总体规划、 城市综合交通体系规划和城市轨道交通线网规划的要求;应根据 城市道路与轨道交通的功能、等级、通行能力、多种交通方式的 关系等,结合水文、地质、通航、环境等条件进行综合设计。分 期实施时,应保留远期发展余地

    管理模式,以及当地工程建设经验,进行工程安全风险评估,制 定风险管控措施,实施风险源监测,确保合建桥梁施工和运营 安全。

    梁,墩台沿水流方向的轴线应与最高通航水位时的主流方向 致。当斜交角大于5时,宜增加通航孔净宽。 3.0.4当桥梁跨越排洪河流时,应按白年一遇洪水频率标准进 行设计,并应按三百年一遇洪水频率标准进行安全检算。 3.0.5当桥梁跨越铁路或道路时,桥梁孔径及桥下净空应满足 国家现行规范要求,同时应预留施工误差值、结构变形值、沉降 值和铁路抬道量或道路路面翻修高度。 3.0.6通航内河轮船桥梁的通航水位和桥梁净空应符合现行 家标准《内河通航标准》GB50139的规定。通航海轮桥梁的通 航水位和桥梁净空应符合现行行业标准《通航海轮桥梁通航标 准》ITI311的规定。不通航河流桥下净空应根据设计洪水位 雍水和浪高或最高流冰面确定。当在河流中形成流冰阻塞的危险 或有流放未筏、漂流物通行时,应根据具体情况确定。 3.0.7城市道路与轨道交通合建桥梁常用结构布置方式可分为

    梁,墩台沿水流方向的轴线应与最高通航水位时的主流方 致。当斜交角大于5°时,宜增加通航孔净宽。

    行设计,并应按三百年一遇洪水频率标准进行安全检算。 3.0.5当桥梁跨越铁路或道路时,桥梁孔径及桥下净空应清 国家现行规范要求,同时应预留施工误差值、结构变形值、汇 值和铁路道量或道路路面翻修高度。

    3.0.6通航内河轮船桥梁的通航水位和桥梁净空应符合现个

    家标准《内河通航标准》GB50139的规定。通航海轮桥梁的通 航水位和桥梁净空应符合现行行业标准《通航海轮桥梁通航标 准》ITI311的规定。不通航河流桥下净空应根据设计洪水位: 雍水和浪高或最高流冰面确定。当在河流中形成流冰阻塞的危险 或有流放木筏、漂流物通行时,应根据具体情况确定。 3.0.7城市道路与轨道交通合建桥梁常用结构布置方式可分为 下列四类:

    1 共梁双层; 2 共梁单层; 3 分梁共墩; 4 分梁分墩共基础。 3.0.8 桥梁在工程可行性研究或初步设计阶段应作项目环境影 响评价;在初步设计及施工图设计阶段应作相应的环境保护 设计。

    3.0.9桥梁结构的设计基准期应为1

    3.0.10桥梁结构设计使用年限应为100年。 3.0.11对同时承受城市道路与轨道交通荷载作用的结构,应按 现行行业标准《城市桥梁设计规范》CJ11的规定,进行承载 能力极限状态和正常使用极限状态设计,并应同时满足构造和工 艺方面的要求。 3.0.12当桥梁按持久状况承载能力极限状态设计时,构件的承 ±十虹业太汁

    当采用预应力超静定结构时,应采用下式:

    YoS+Yp Sp

    R=R(fd,ad)

    代中:% 结构重要性系数,取1.1;抗震设计时重要性系数 取1.0; S 作用(或荷载)效应(其中汽车荷载和列车荷载应 计入冲击力)的组合设计值; Yp一一预应力分项系数,当预应力效应对结构有利时,取 Yp=1.0;对结构不利时,取p=1.2; Sp一预应力(扣除全部预应力损失)引起的次效应; R一一构件承载力设计值; R(·) 构件承载力函数:

    fa一材料强度设计值; ad一一几何参数设计值。 3.0.13城市道路与轨道交通合建桥梁轨道桥面宜采用无确 道床。

    fa一材料强度设计值; ad一一几何参数设计值。 3.0.13城市道路与轨道交通合建桥梁轨道桥面宜采用无诈 道床。

    4.1作用分类、代表值和作用效应组合

    4.1.1作用分为永久作用、可变作用和偶然作用,应符合表 4.1.1的规定。

    表4.1.1作用分类

    续表 4. 1. 1

    注:1同一根钢轨作用于墩台顶的断轨力与伸缩力、挠曲力不作叠加。 2汽车竖向静活载指不计竖向动力作用的汽车竖向荷载;列车竖向静活载指 不计竖向动力作用的列车竖向荷载。

    同一根钢轨作用于墩台顶的断轨力与伸缩力、挠曲力不作叠加。 汽车竖向静活载指不计竖向动力作用的汽车竖向荷载;列车竖向静活载指 不计竖向动力作用的列车竖向荷载。

    3汽车、列车的竖向动力作用即冲击力。

    4.1.2当同时承受城市道路与轨道交通荷载的桥梁结

    1.2当同时承受城市道路与轨道交通荷载的桥梁结构按承载

    能力极限状态设计时,应采用下列三种作用效应组合: 1基本组合为永久作用设计值效应与可变作用设计值效应 的组合,其效应组合应符合下式的要求:

    Sud = o[Z YG: Scik +YQi SQvk +YQ1 SQtk +be Z YQ; SQik ]

    YoSud = ( SQid) i=2

    式中: Sud 承载能力极限状态下作用基本组合的效应组合设 计值; 结构重要性系数,取1.1;对于现浇结构,Y取值 应提高10%; YGi一 第i个永久作用效应的分项系数,应按表4.1.2的 规定采用; SGik、SGid 第i个永久作用效应的标准值和设计值; YQ1 活载效应(汽车荷载效应与列车荷载效应,均含 冲击力、离心力,列车荷载还包含横向摇摆力、 无缝线路伸缩力和挠曲力)的分项系数,除汽车 车辆荷载分项系数取Q1=1.8外,取Q1=1.4; 当某个可变作用在效应组合中其值超过活载效应 时,则该作用取代活载,其分项系数应采用活载 的分项系数;对专为承受某作用而设置的结构或 装置,设计时该作用的分项系数取与活载同值; 计算人行道板和人行道栏杆的局部荷载,其分项 系数也与活载取同值: SQvk、SQvd 汽车荷载效应(含汽车冲击力、离心力)的标准 值和设计值; SQtk、SQtd 一 列车荷载效应(含列车冲击力、离心力、横向摇 摆力、无缝线路伸缩力和挠曲力)的标准值和设 计值; YQi 在作用效应组合中除活载效应、风荷载外的其他 第j个可变作用效应的分项系数,取Qi=1.4, 但风荷载的分项系数取Qi=1.1; SQik、SQid 在作用效应组合中除活载效应外的其他第i个可 变作用效应的标准值和设计值;设计弯桥时,当 制动力(或牵引力)与离心力同时参与组合时: 制动力(或牵引力)的标准值或设计值按70% 取用;

    在作用效应组合中除活载效应外的其他可变作用效应的组合系数,取山。=0.75。2偶然组合为永久作用标准值效应与可变作用某种代表值效应、一种偶然作用标准值效应的组合。偶然作用的效应分项系数应取1.0。与偶然作用同时出现的可变作用,可根据观测资料和工程经验取用适当的代表值。表4.1.2永久作用效应的分项系数永久作用效应分项系数编号作用类别对结构的承载对结构的承载能力不利时能力有利时混凝土和亏工结构重力1. 2(包括结构附加重力)1. 0钢结构重力1.1(采用钢桥面板时)(包括结构附加重力)1.2(采用混凝土桥面板时)2预加力1. 21. 03土的重力1. 21. 04混凝土的收缩及徐变作用1. 01. 05土侧压力1. 41. 06水的浮力1. 01. 0基础变混凝土和工结构0. 50. 5位作用钢结构1. 01. 03作用地震组合的效应设计值应按现行行业标准《城市桥梁抗震设计规范》CJ166的有关规定计算。4.1.3当同时承受城市道路与轨道交通荷载的结构按正常使用极限状态设计时,应根据不同的设计要求,采用下列两种作用效应组合:1作用短期效应组合为永久作用标准值效应与可变作用频遇值效应的组合,其效应组合应符合下式要求:12

    Ssd = ≥ Scik +Z d; SQik

    式中:Ssd 作用短期效应组合设计值; 一第i个可变作用效应的频遇值系数,应按本规 范表4.1.4的规定采用; dn;SQik 第i个可变作用效应的频遇值。活载频遇值效 应不计冲击力。 2作用长期效应组合为永久作用标准值效应与可变作用准 永久值效应的组合,其效应组合应符合下式要求:

    2作用长期效应组合为永久作用标准值效应与可变作用准 永久值效应的组合,其效应组合应符合下式要求,

    Sia = Z Scik + Jz; SQik

    式中:Sid一 作用长期效应组合设计值; 2j 第i个可变作用效应的准永久值系数,应按本规 范表4.1.4的规定采用: d2; SQik 第个可变作用效应的准永久值,活载准永久值 效应不计冲击力。 4.1.4当同时承受城市道路与轨道交通荷载的结构按极限状态 方法设计时,可变作用效应的频遇值系数、准永久值系数应按表 414 的规定平用

    4.1.4当同时承受城市道路与轨道交通荷载的结构按极限状态

    表4.1.4可变作用效应的频遇值系数、准永久值系数

    行作用效应组合时,对实际不可能同时出现的作用或同时参与组 合概率很小的作用,应按表4.1.5规定不计人其作用效应的 组合。

    表4.1.5可变作用不同时组合表

    4.2.1结构自重、预加力、土的重力和土侧压力、混凝土收缩 及徐变作用、基础变位作用、静水压力及浮力应按现行行业标准 《城市桥梁设计规范》CJJ11的规定计算。 4.2.2附属设备和附属建筑自重包括轨道结构、拦板、电缆支

    (城市桥梁设计规范》CJ11的规定计算。 4.2.2附属设备和附属建筑自重包括轨道结构、拦板、电缆支 架、附加管道、声屏障、接触网及立柱、检查维护设备等,并应 根据实际情况确定。

    3.1桥梁的可变作用,除本规范第4.3节规定的汽车、列车 道线路相关作用外,均应按现行行业标准《城市桥梁设计规 >CJ 11 的有关规定执行。

    4.3.2列车竖向静活载应按下列规定确定:

    列车竖向静活载应按下列规定石

    1列车竖向静活载应按实际运营列车的设计轴重、轴距及 列车编组确定。 2单线和双线的列车活载应按100%计算。 3多于两线的列车活载应按下列最不利情况确定:

    1)两条线路在最不利位置承受列车活载,其余线路不承 受列车活载; 2)所有线路在最不利位置承受75%的活载。 4影响线加载时,活载图式不可任意截取,影响线异符号 段,轴重应按空载轴重计。 3.3钢桥、钢筋混凝土及预应力混凝土桥、工拱桥等上部 造和盆式橡胶支座、钢支座及钢筋混凝土柱式墩台,应计算汽 和列车荷载的竖向动力放大作用。 汽车和列车荷载共同作用时,宜采用同一动力放大系数(1 μ),支座的动力放大系数与相应的桥跨结构相同。动力放大

    汽车和列车荷载共同作用时,宜采用同一动力放大系数(1 十μ),支座的动力放大系数与相应的桥跨结构相同。动力放大 系数应按汽车和列车荷载分别计算并取较大值。 1汽车荷载竖向动力放大系数应按下式计算:

    当f<1.5Hz时,1十μ=1.05

    当f>14Hz时,1十μ=1.45

    当f>14Hz时,1十μ=1.45

    式中:f一一结构竖向基频(Hz)。 2列车荷载竖向动力放大系数应按下列公式计算: 1)简支或连续的钢桥跨结构和钢墩台:

    )钢与钢筋混凝土板的组合梁:

    1+μ=1+ 22.4 40 ±L

    1+μ=1+ 17.6 40±L

    钢筋混凝土、混凝土、石砌的桥跨结构及刚架桥,其 顶上填土厚度h≥1m(从轨底算起)时,不计竖向动 力作用。 当 h<1m时:

    式中:L 除承受局部活载杆件为影响线加载长度外,其余均 为桥梁跨径(m)。 4)空腹式钢筋混凝土拱桥的拱圈和拱肋:

    1+μ=1+ 12 100十入

    式中:L一一 拱桥的跨径(m); 入一计算桥跨结构的主要杆件时为计算跨径(m);对只 承受局部活载的杆件,则按其计算图式为一个或数 个节间的长度(m); f 拱的矢高(m)。

    个节间的长度(m); f一一拱的矢高(m))。 4.3.4曲线桥梁应计算汽车和列车荷载引起的离心力,列车引 起的离心力应作用于轨顶以上车辆重心处,汽车引起的离心力应 作用于桥面以上1.2m处。其值为竖向静活载乘以离心力系数 C, C值应按下式计算:

    起的离心力应作用于轨顶以上车辆重心处,汽车引起的离心力应 作用于桥面以上1.2m处。其值为竖向静活载乘以离心力系数 C,C值应按下式计算:

    式中:V 设计行车速度(km/h); R一曲线半径(m)

    5汽车和列车制动力或牵引力可按下列规定计算和分配: 1汽车荷载制动力计算应符合下列规定: 1)汽车制动力应按同向行驶的汽车荷载(不计冲击力) 计算,并应按规定进行纵向折减。 2)一个设计车道上的汽车荷载制动力应按车道竖向静活 载的10%计算,但城一A级汽车荷载制动力不得小于 165kN;城一B级汽车荷载制动力不得小于90kN。 3)同向行驶双车道的汽车荷载制动应按一个设计车道制 动力的两倍计算;同向行驶三车道应按一个设计车道 的2.34倍计算;同向行驶四车道应按一个设计车道的 2.68倍计算。 4)当计算得到的汽车荷载制动力大于900kN时,应按

    900kN取用。 5)制动力应作用在桥面以上1.2m处。当计算墩台时, 制动力可移至支座铰中心或支座底座面上;当计算刚 构桥、拱桥时,制动力可移至桥面上,但可不计由此 产生的竖向力和力矩。 2列车荷载制动力或率引力计算应符合下列规定: 1)单线桥梁制动力或牵引力应按列车竖向静活载的15% 计算;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10%计算; 2)区间双线桥梁应采用一一线的制动力或牵引力; 3)三线及以上的桥梁应采用两线的制动力或牵引力; 4)高架车站及与车站相邻两侧100m范围内的区间双线 桥梁应采用两线的制动力或牵引力,每线制动力或牵 引力应按列车竖向静活载的10%计算; 5)制动力或率弓引力应作用在轨顶以上车辆重心处。当计 算墩台时,制动力或牵引力可移至支座中心处;当计 算刚架桥时,制动力或牵引力可移至横杆中线处,均 可不计由此产生的竖向力和力矩。 3对设有固定支座、活动支座的刚性墩台传递的制动力。 表4.3.5的规定采用,

    表4.3.5刚性墩台各种支座传递的制动力或牵引力

    4.3.6列车横向摇摆力宜按相两节车四个轴轴重的15%

    集中荷载应取最不利位置,并应作用于水平方向垂直线路中心线 的钢轨顶面处。多线桥梁应只计一线列车的横向摇摆力。 4.3.7对同时承受城市道路与轨道交通荷载的结构,宜开展专 题研究确定疲劳荷载。

    用的原理计算确定。伸缩力和挠曲力应作用于墩台上的支座中心 处,但可不计由实际作用点移至支座中心而产生的力矩影响,

    4.4.1地震作用应按现行行业标准《城市桥梁抗震设计规 CJ166的规定计算。 4.4.2 船舶或汽车撞击作用应按现行行业标准《城市桥梁诊 规范》 CJJ 11 规定计算。

    CJ166的规定计算。 4.4.2船舶或汽车撞击作用应按现行行业标准《城市桥梁设计

    CJJ166的规定计算。

    4.4.2船舶或汽车撞击作用应按现行行业标准《城市桥梁设计

    规范》CJJI11规定计算。

    及多线桥梁可只计一根钢轨的断轨力,应作用于支座中心处

    4.4.4脱轨力计算应符合下列规定:

    1当检算桥面板强度时,车辆集中力应直接作用于线路中 心两侧各2.1m范围内的桥面板上,集中力值应为本线列车实际 轴重的1/2,可不计列车荷载动力系数; 2当检算桥梁横向稳定性时,可采用长度为20m、位于线 路中心外侧1.4m、平行于线路的竖向线荷载,其值应为本线列 车一节车轴重之和除以20m,可不计列车荷载动力系数、离心力 和另一线竖向荷载

    5.1梁跨结构的刚度与变形

    5.1.1对梁式结构,主梁在设计静活载(汽车与列车荷载 用下的坚向埃度与计管肽径之比(均肽比)不应扭过丰51

    5.1.1对梁式结构,主梁在设计静活载(汽车与列车荷载)作 用下的竖向挠度与计算跨径之比(挠跨比)不应超过表5.1.1规 定的容许值。

    表5.1.1挠跨比容许值

    5.1.2在汽车与列车静活载(不计冲击力)作用下,有作轨道 梁端支座处的单端竖向转角不应大于5%,无雄轨道不应大于 3%0。当无作轨道梁支座处的单端竖向转角大于2%时,应检算 梁端处轨道扣件的上拨力。对大跨径桥梁,应通过梁轨相互作用 计算,分析梁端竖向转角对钢轨应力及钢轨扣件上拔力的影响 确定梁端竖向转角容许值

    5.1.3对跨径大于100m的桥梁和非常规桥型,其竖向挠跨 比合理限值应根据车桥耦合振动分析列车过桥走行性结果进 行确定。列车过桥运行的平稳性和安全性应满足下列公式 要求:

    轮重减载率 △P/P≤ 0.60 脱轨系数 Q/P≤ 0. 8 车体竖向振动加速度 a, < 0. 13g

    轮重减载率 △P/ P≤ 0. 60 脱轨系数 Q/P≤ 0. 8 车体竖向振动加速度 a, 0. 13g

    车体横向振动加速度 ay≤ 0.10g 斯佩林指标 W ≤< 2. 75

    : △P 轮对中单侧车轮轮重减载量(kN); P 轮对左右轮平均轮重(kN); Q 作用单侧车轮上的横向力(kN); az 车体竖向振动加速度(m/s); ay 车体横向振动加速度(m/s): W 斯佩林指标

    度应小于或等于梁体计算跨径的1/4000;对温度变形敏感白 构,应根据实际情况计入温度作用的影响,

    图5.1.5钢轨扭曲变形示意图

    5.1.6轨道桥面应根据轨道铺设要求控制桥梁的后期徐变量, 并应符合下列规定: 1对跨径不大于40m的梁式桥,线路铺轨后无轨道预应 力梁的竖向残余徐变变形不宜大于10mm,有轨道预应力梁的 竖向残余徐变变形不宜大于20mm; 2对跨径大于40m的梁式桥,线路铺轨后预应力梁的竖向 残余徐变变形应满足轨道结构使用的要求,

    5.2墩台结构的刚度与变形

    5.2.14 铺设无缝线路的桥梁墩、台顶纵向水平刚度应符合下列 规定: 1当简支梁桥(L<40m)桥上不设置伸缩器时,桥墩、台 顶最小纵向水平线刚度应满足下式要求:

    式中:K一 桥墩、台顶最小纵向水平线刚度(kN/cm); 梁跨跨径(m),当为不等跨时,取相邻跨较大跨 径;当L<20m时,L按20m计; N一轨道线数检测试验,单线时N=1,双线时N=2; n 道路车道数,当车道数小于或等于4时,按车道数 取值;当车道数大于4时,n=4; 2当连续梁(刚构)、拱桥、斜拉桥、钢桁梁桥和其他类型 乔梁在桥上不设置伸缩器时,宜通过梁轨共同作用计算,分析由 刚车和道路车辆制动、温度变化、车辆荷载挠曲产生的钢轨应 力,确定墩、台顶最小纵向水平线刚度限值。 5.2.2桥梁墩顶的弹性水平位移应符合下列公式要求

    2当连续梁(刚构)、拱桥、斜拉桥、钢梁桥和其他 桥梁在桥上不设置伸缩器时,宜通过梁轨共同作用计算,分权 列车和道路车辆制动、温度变化、车辆荷载挠曲产生的钢车 力,确定墩、台顶最小纵向水平线刚度限值。 5.2.2桥梁墩顶的弹性水平位移应符合下列公式要求

    △≤5 VL A≤4VL

    式中:L 桥梁跨径(m),当为不等跨时,采用相邻跨中的较 小跨径;对顺桥方向,当L<25m时,L按25m 计;对横桥方向按实际跨径计算; 公一 墩顶顺桥或横桥方向的水平位移(mm),包括由于 墩台身和基础的弹性变形及地基弹性变形的影响

    5.2.3墩台基础沉降量控制应符合下列规定:

    1桥梁墩台基础的沉降应按恒载计算。对跨径小于或等于 410m梁的相邻桥墩,其工后沉降量之差,对有雄桥面不应大于 20mm,对无诈桥面不应大于10mm。 2对跨径大于40m以及超大跨径的桥梁,应根据相邻桥墩

    沉降差对轨道线路、线形的影响,确定相邻桥墩工后沉降差的容 许值。 3对超静定结构水利技术论文,其相邻墩台不均匀沉降量之差的容许值, 还应根据沉降对结构产生的附加影响确定。

    ....
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