TB10092-2017 铁路桥涵混凝土结构设计规范

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  • 计算轴向力 Ncr 墩台顺截面回转半径较小方向弯曲的纵向弯曲(屈曲)临界荷

    b 矩形截面宽度,1形、工字形截面腹板宽度 bj,b 一一T形或工字形截面受拉、受压区翼缘宽度 d 一一直径 e 一一偏心距 h 一一截面高度 h,h 一一T形或工字形截面受拉、受压区翼缘高度 一一计算跨度或计算长度 i 一一截面回转半径 A 一一截面面积 W 一一截面抵抗矩 一一截面惯性矩 S一一面积矩 Ss一一沿墩台身截面重心与合力作用点的连线上量取,自截面重心至该连线与 面外包轮廓线的交点的距离。 So一一截面重心至最大压应力边缘的距离。

    水利常用表格2.2.4计算系数及其它

    K 强度安全系数 K,一一抗裂安全系数 一一受拉区混凝土塑性影响系数 β一一纵向弯曲系数 h :一一钢筋弹性模量与混凝土弹性模量之比 "p,n。一一预应力钢筋、普通钢筋弹性模量与混凝土弹性模量之比 ↑一一偏心距增大系数 元一一预应力度 B 截面抗弯刚度

    3.1.2混凝土的设计强度等级应符合下列规定: 1钢筋混凝土结构的混凝土强度等级不宜低于C30。 2预应力混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C40 3耐久性要求的混凝土强度等级应符合《铁路混凝土结构耐久性设计规范 (TB10005)的相关规定。 3.1.3混凝土的极限强度应按表3.1.3采用

    表3.1.3混凝士的极限强度(MPa)

    1计算主力加附加力时,表列第1、2及8项容许应力可提高30%; 2对厂制及工艺符合厂制条件的构件,表列第1、2及8项容许应力可提高10%; 3当检算施工临时荷载产生的应力时,表列第1、2及8项容许应力在主力加附加 力的基础上可再提高10%; 4带肋钢筋与混凝土之间的粘结力按表列第7项数值的1.5倍采用; 5计算主力加特殊荷载时,表列第1、2、8项容许应力可提高50% 3.1.5混凝土局部承压应力提高系数β取值应符合下列规定: 1混凝土局部承压应力提高系数B应按下式计算:

    式中: Ac—一局部承压面积;

    的短边尺寸,图中: α一一矩形局部承压面积Ac长边的一半; b一一A短边的一半; C一一A。的外边缘至构件边缘的最小距离; d/2一一圆形局部承压面积Ac的圆心至构件边缘的最小距离。 2β在图3.1.5(a)、(b)、(c)、(d)情况下不应大于3,在(e)情况下不应大于 一

    图3.1.5计算底面积A示意图

    3局部承压面与计算底面间有预留孔洞时,局部承压的提高系数应根据实际情况 予以折减。 3.1.6混凝土受压或受拉时的弹性模量E。应按表3.1.6采用。混凝土的剪切变形模量G。 可按表3.1.6所列数值的0.43倍采用。混凝土泊松比可采用0.2

    表3.1.6混凝士弹性模量E。(MPa

    3.1.7后张预应力混凝土管道压浆用水泥浆强度等级不应低于M35

    表3.1.4混凝土的容许应力(MPa)

    注:B为混凝土局部承压应力提高系数,可按式(3.1.5)计算

    3.2.1石料、水泥砂浆的强度等级应按下列规定采用:

    3.2.1石料、水泥砂浆的强度等级应按下列规定采用

    3.2石料、水泥砂浆和砌体

    3.2.2砌体受压容许应力[c.1应按表3.2.2采用

    表3.2.2砌体受压容许应力(MPa)

    注:1介于表列石料或水泥砂浆的强度等级之间的砌体的受压容许应力可用内插确定:

    2如有特殊需要必须采用细料石及半细料石砌体时,其受压容许应力可按粗料石砌体的受压容许应力分别乘以提 高系数1.43及1.14取值,但不应大于相应水泥砂浆抗压极限强度的1/2; 3当混凝土块厚度h超过0.20m时,受压容许应力应乘以提高系数C。当h大于0.4m时,C为1.2+0.5h,且不 大于1.7;h不大于0.4m时,C为0.6+2.0h。

    3.2.3各种荷载组合作用下,表3.2.2的各项容许应力可乘以下表规定的

    各种荷载组合作用下,表3.2.2的各项容许应力可乘以下表规定的提高系数:

    表3.2.3容许应力提高系数

    石砌体的受压弹性模量可采用12GPa

    3.2.4石砌体的受压弹性模量可采用12GPa。

    3.3.1铁路桥涵混凝土结构采用的普通钢筋和预应力钢筋应符合下列规定 1普通钢筋应采用HPB300和未经高压穿水处理过的HRB400、HRB500钢筋,并 应符合《钢筋混凝土用钢第1部分:热轧光圆钢筋》(GB1499.1)和《钢筋混凝土用钢 第2部分:热轧带肋钢筋》(GB1499.2)的规定。HRB400钢筋的化学成分 不应

    3.3.3普通钢筋及预应力钢筋计算强度应按表3.3.3采用。

    表3.3.3普通钢筋及预应力钢筋计算强度

    表3.3.4钢筋容许应力(MPa)

    3.3.5预应力钢筋及普通钢筋的容许疲劳应力幅应符合下列规定:

    雄墙承受列车脱轨水平撞击时,普通钢筋容许应力可按

    注:预应力螺纹钢筋的疲劳应力幅容许值应根据试验确定, 当无可靠试验数据时 可按本表采用

    2HRB400、HRB500钢筋母材及其连接接头的基本容许疲劳应力幅应按表3.3.5 O

    3HRB400、HRB500钢筋容许疲劳应力幅应按下式计算:

    主:应力比p为钢筋最小应力与最大应力之比

    3.3.6钢筋弹性模量应按表3.3.6采用

    表3.3.6钢筋弹性模量(MPa)

    注:计算钢丝、钢绞线伸长值时,可按E,±0.1×10"MPa作为上、下限。

    4.1.1疲劳应力计算应考虑恒载、设计活载、竖向动力作用和离心力,各项荷载的计算应 符合《铁路桥涵设计规范》(TB10002)的规定。 4.1.2有诈轨道的桥跨结构恒截及静活载引起的竖向挠度大于15mm或跨度的1/1600 无诈轨道的桥跨结构恒截及静活载引起的竖向挠度大于5mm时,桥跨结构应设预拱度 其曲线与恒载及1/2静活载所产生的挠度曲线基本相同,但方向相反 4.1.3预应力混凝土梁计算预拱度时,应考虑预加应力的影响

    式中 h。一一截面有效高度(m); h一一不计梗胁时板的有效高度(m):

    ho=h,+stanα(4.2.3)

    自梗胁起点至支承中心的距离 (m)); 一梗胁下缘与水平线所成的夹角(°

    图4.2.3梗胁处板的有效高度图 4.2.4斜度小于或等于15°的斜交板桥可按正交板计算

    3.1当T形截面梁翼缘位于受压区,且符合下列三项条件之一时,可按T形截面计算 则应按宽度为b的矩形截面计算。

    .1T形梁截面计算图

    1无梗胁翼缘板厚度h,大于或等于梁全高h的1/10; 2有梗胁而坡度tana不大于1/3,且板与梗相交处板的厚度h"不小于梁全高h的 1/10; 10 4.3.2T型截面梁伸出板的计算宽度应符合下列规定: 1当伸出板对称时,板的计算宽度应采用下列三项中的最小值: 1)对于简支梁为计算跨度的1/3: 2)相邻两梁轴线间的距离; 3) b + 2c +12 h 。 2当伸出板不对称时,若其最大悬臂一边从梁梗中线算起,宽度小于上款1)、3) 中较小值的一半时,可按实际宽度采用。

    2有梗胁而坡度tana不大于1/3,且板与梗相交处板的厚度h"不小于梁全高h日 10;

    3梗胁坡度tanα大于1/3,但h,+c大于或等于 10

    3计算超静定力时,翼缘宽度可取实际宽度。 4.3.3箱梁有效宽度计算应符合下列规定: 1箱梁有效宽度可按下列公式计算:

    式中 bef一一箱梁有效宽度(m)。 bi一一板的宽度,i=1、2、3。 2i一一箱梁宽跨比,i=1、2、3。

    式中 bef一一箱梁有效宽度(m)。 bi一一板的宽度,i=1、2、3。 2i一一箱梁宽跨比,i=1、2、3。 L一一简支梁跨度(m)。

    图4.3.3宽跨比示意图

    4.3.4计算莲续梁内力及反力时,应考虑温差、基础不均匀沉降、混凝土收缩及徐变等因 素的影响。对于预应力混凝土连续梁,应力计算还应考虑预加力产生的二次力,在检算 破坏阶段的截面强度时,可不考虑预加力产生的二次力的影响。 4.3.5对于分阶段施工的连续梁应按各阶段实际受力体系和相应荷载计算梁的内力,并 考虑体系转换过程中由于混凝土徐变而产生的弯矩重分布。弯矩重分布可按附录A的规 定计算。 4.3.6连续梁中间支承处的负弯矩(当支座设置在腹板范围内时)计算可考虑支承宽度和 梁高对负弯矩的折减影响(图4.3.6),并按下列公式计算:

    图4.3.6中间支承处负弯矩折减计算图

    4.4.1刚架计算应符合下列规定

    1刚架的超静定力应按弹性理论计算,可不考虑法向力及剪力对变形的影响。 2变高度(变截面)刚架,应考虑其高度(截面)变化的影响。 3刚架计算应考虑杆件刚度比及支承的固定程度,设计时假定单位长度上的刚度 比与计算所得的刚度比之差不应超过30%。 4.4.2刚架计算时应考虑基础不均匀变位(线位移和角位移)、温度变化及混凝土收缩 徐变的影响。预应力混凝土刚架计算时尚应考虑预加力产生的二次力,破坏阶段的截面 强度检算可不考虑预加力产生的二次力。 4.4.3刚架的轴线为杆件截面的重心线,除梗胁特别大的情况外,可不计梗胁的影响。刚 架轴线长度的确定应符合按下列规定。 1梁构件轴线长度为柱的轴线间距1。

    2柱构件轴线长度为梁的轴线间距h2, 或从梁轴线到固定支承基础顶面间的距 离h「如图4.3.4(a)1,或从梁轴线到铰支承铰中心的距离h,[如图4.3.4(b)]。

    图4.4.3刚架轴线计算图

    4.5.1墩台应满足强度及稳定性要求。墩台的计算应符合现行《铁路桥涵设计规范》(TB 10002)的相关规定。 4.5.2素混凝土、砌体墩台的偏心应满足第5.2.1条的规定。 4.5.3空心墩应考虑墩身局部稳定、温差及混凝土收缩的影响,并考虑墩身与顶帽下实体 过渡段联结和与基础联结处固端干扰的影响。混凝土空心墩还应计算墩身截面拉应力, 其拉应力值不应大于表3.1.4规定的容许值,

    4.6.1拱桥的计算应符合现行《铁路桥涵设计规范》(TB10002)的相关规定, 4.6.2计算超静定拱圈(或拱肋)的温差和混凝土收缩应力时,应根据实际资料考虑混 疑土徐变的影响;当缺乏具体资料时,超静定拱圈(或拱肋)可按弹性体系计算,所用 的弹性模量可分别采用混凝土受压弹性模量的0.7倍和0.45倍。 4.6.3对分阶段施工的超静定拱,当发生体系转换时,应考虑混凝土收缩徐变引起的内 力重分布。

    4.7.1涵洞的计算应符合现行《铁路桥涵设计规范》(TB10002)的相关规定。 4.7.2涵洞工后沉降计算应考虑两侧相邻路基引起的附加荷载和沉降的影响。 4.7.3钢筋混凝土框架箱涵涵身应进行平面和空间受力分析。 4.7.4素混凝土和石砌拱涵的拱圈应按无铰拱计算,可不考虑曲率、剪切变形、弹性压

    以及混凝土收缩和温度变化的影响。

    5 素混凝土与砌体结构

    5.1.1桥涵结构中的素混凝土、砌体用材料的最低强度等级和适用范围应符合表5.1.1 的规定。

    混凝土、砌体用材料的最低强度等级和适

    5.1.5石砌体的外露面应根据需要用天然石料镶面和勾缝,并应符合下列规定: 1镶面石料及水泥砂浆的强度等级不应低于砌体的强度等级。 2镶面石料来源困难时,可采用强度等级不低于C30的混凝土块。 5.1.6铺砌防护工程宜采用水泥砂浆砌片石或干砌片石,其厚度应符合下列规定: 1采用水泥砂浆砌片石时,其厚度不宜小于0.35m,并下设不小于0.1m厚白 砾砂、碎石或卵石垫层。 2采用干砌片石时,其厚度不宜小于0.25m;下设的粗砂、砾砂、碎石或列 层的厚度,在渗水土上铺设时不应小于0.1m,在普通土上铺设时不应小于0.151

    2.1在各种荷载组合作用下,素混凝土实体墩台身截面上法向合力的偏心距e不应 表5.2.1规定的限值

    图5.2.1截面上合力偏心距示意图 O一截面重心:P 一合力作用点: OP连线与截面外包轮廊线的交点。

    表5.2.1素混凝土实体墩台身截面上合力偏心距限值

    S。为沿截面重心与合力作用点连线方向至截面外包轮廓线交点的距离。

    注:S。为沿截面重心与合力作用点连线方向至截面外包轮廓线交点的距高

    2.2素混凝土墩台在中心受压及偏心受压时,其整体稳定性应按下式检算:

    式中 N一一作用于墩台顶面处的轴向压力(MN); K一一安全系数,对于素混凝土墩台,主力时K取2.0,主力加附加力时取1.6 对于片石砌体,主力时K取3.0,主力加附加力时取2.5;对于混凝土块砌体冶金标准,主力时K 取2.5,主力加附加力时取2.0; Ncr一墩台顺截面回转半径较小方向弯曲的纵向弯曲(屈曲)临界荷载(MN): Eo一一墩台身的受压弹性模量,对于素混凝土墩台按第3.1.5条确定,对于石砌 体按第3.2.4条确定,对于混凝土块砌体,Eo近似取900Rc; Rc一一墩台身的抗压极限强度(MPa),对于整体灌注的素混凝土墩台可采用第 3.1.3条中轴心抗压极限强度f值;对于混凝土块和石砌体按R。=K[o]计算,其中K为 安全系数,「o为混凝土块砌体或石砌体的中心及偏心受压容许应力(MPa),按表3.2.2 确定; Id一一墩台底截面绕垂直弯曲方向重心轴的全截面惯性矩(m*): Ao—墩台平均截面的全面积(m),对于上面小、下面大的实体桥墩,Ao为整 个墩身平均截面的全面积; o一整个墩台的计算长度(m); α——刚度修正系数,可近似按α=[0.1/(0.2+eo/h)]+0.16计算,其中eo为顺 弯曲方向轴向压力N对墩台平均截面重心的偏心距,对于上面小、下面大的实体桥墩 eo为顺弯曲方向N对墩台身平均截面重心的偏心距(m); h一一弯曲平面内的截面高度(m);

    表 5.2.2 m值

    混凝主和砌体墩台的截面强度计算应符合下列规定: 素混凝土和砌体墩台的截面强度应按下列公式检算:

    土和砌体墩台的截面强度计算应符合下列

    .3.1有强烈流冰或有大量撞击、磨损结构的漂流物时,在下列高度范围内,墩台身混凝 上强度等级不应低于C35,并加设护面钢筋: 1有强烈流冰时,自最低流冰水位的冰层底面以下0.5m至最高流冰水位以上1.0m

    包卫内 2有大量撞击、磨损结构的漂流物时国家标准,自河底可能被冲刷处至设计频率水位(应考 惠雍水、浪高、河湾超高、河床淤积、局部股流涌高等影响)范围内。 5.3.2素混凝土墩台在突变截面及施工缝处应采取安设接头钢筋等加强措施。 5.3.3涵洞出入口石砌翼墙及中墩分水棱的外露面和石拱圈端侧面均应镶面并勾缝。涵洞 各部位的镶面石料及水泥砂浆的强度等级不应低于同部位砌体的强度等级。 5.3.4涵洞的翼墙和基础以及盖板涵的中墩宜采用素混凝土结构

    6.1.1按容许应力法设计的钢筋混凝土结构,应符合下列规定

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