TB 10095-2020 铁路斜拉桥设计规范(完整正版、清晰无水印).pdf
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2. 1. 16宽跨比
索塔上锚固斜拉索,并通过受拉平衡两侧水平分力的钢 梁体。
2.1.19斜拉索涡激共振
风流经斜拉索时会发生漩涡脱落,当漩涡脱落频率接近或等 斜拉索的自振频率时,由周期性涡激力所激发形成的斜拉索共 辰现象。
钢结构设计图纸2.1.20斜拉索尾流驰振
沿来流方向并排布置的斜拉索因后排索处于前排索尾流气动 不稳定区而发生的振动
当桥面或桥塔的振动频率与斜拉索的竖向振动频率满足倍数 条件时,由于斜拉索内力变化而引起的斜拉索竖向振动。
风的作用使雨水沿斜拉索表面规则流动而引起的斜拉索驰振 类型的振动。
斜拉桥全长范围内的墩(塔)上均设竖向支座,某一塔墩处支 座约束纵向位移的结构体系
塔、梁、墩固结的结构体系。
50年超越概率2%,相当于地震重现期2475年
3.1.1斜拉桥主梁、斜拉索、索塔和基础等主要构件应合理选择 材料、结构类型和构造。 3.1.2斜拉桥线路纵断面宜设为人字坡,主跨可不设置活载预拱 度;当线路为直线坡时,宜设置活载预拱度。 3.1.3斜拉桥设计应考虑斜拉索可更换,结构构件应便于加工 运输、安装、检查及养护。 3.1.4斜拉桥设计应明确制造和施工过程的关键控制工况,明确 结构体系转换顺序及应采取的相应施。 3.1.5斜拉桥钢结构应根据设计使用寿命和使用环境选择合适
3.2.1斜拉桥孔跨布置可采用双塔三跨式、独塔双跨式和多塔多 跨式等形式,可根据需要设置辅助墩。独塔斜拉桥边跨与主跨跨 径比宜为0.55~1.00,双塔或多塔斜拉桥的边跨与主跨跨径比可 参考表 3. 2. 1。
表3.2.1双塔或多塔斜拉桥边跨与主跨跨径比
3.2.4斜拉索横桥向可布置为单索面、双索面或多索面。
3.3.1斜拉桥在列车静活载作用下主梁的竖向挠度宜小于L/500。 3.3.2在列车偏载、横向摇摆力、离心力、风荷载和温度的作用 下,主梁的水平挠度宜小于L/1200。风荷载(有车)与温度作用 组合时,可按0.75倍的风荷载与0.6倍的温度作用进行组合
3.3.1斜拉桥在列车静活载作用下主梁的竖向挠度宜小于L/
3.4.2位于高烈度地震场地的斜拉桥宜采用半飘浮体系
.2位于高烈度地震场地的斜拉桥宜采用半飘浮体系,当斜拉
桥梁端、塔顶的纵向位移较大时,可设置纵向弹性约束装置或阻尼 器等措施。
3.4.3根据抗风(抗震)需要,可在斜拉桥索塔和主梁间
3.4.3根据抗风(抗震)需要,可在斜拉桥索塔和主梁间设置横 向水平约束。
4斜拉桥的竖向支座不应出现
4.1.1斜拉桥主梁、索塔预应力混凝土构件的混凝土强度等级不 应低于C50,钢筋混凝土构件的混凝土强度等级不应低于C40。 4.1.2混凝土抗压强度标准值应采用标准方法制作试件,养护至 28d龄期,以标准试验方法测得的具有95%保证率的抗压强度 (以MPa计)。
28d龄期,以标准试验方法测得的具有95%保证率的抗压 (以MPa计)。
4.2.1斜拉桥各构件中普通钢筋和预应力钢筋类别、抗拉强度标 准值、计算强度、弹性模量、容许应力和容许疲劳应力幅等,应符合 《铁路桥涵混凝土结构设计规范》TB10092的相关规定。 4.2.2斜拉桥所采用的钢板和型钢的物理力学性能、容许应力和 容许疲劳应力幅应符合《铁路桥梁钢结构设计规范》TB10091的
标准强度可采用1770MPa、1860MPa或2000MPa,性能应符合 相关标准规定。 4.3.2斜拉索可采用热镀锌、环氧涂层或热镀锌铝合金钢绞线 其标准强度不宜低于1860MPa,性能应符合相关标准规定。 4.3.3在疲劳寿命N=2×10°次时成品索的疲劳应力幅不应小 于250MPa。
4.3.4斜拉索锚具钢材应选取优质碳素结构钢或合金结构钢
性能应符合《铁路桥梁钢结构设计规范》TB10091、《合金结构钢》 GB/T3077及《优质碳素结构钢》GB/T699的相关规定。
性能应符合《铁路桥梁钢结构设计规范》TB10091、《合金结构
4.3.5斜拉索的外防护材料可采用高密度聚乙烯护套料。
4.4.1运营状态主力作用下斜拉索的容许应力按式(4.4.1一1) 计算,主力和附加力共同作用下斜拉索的容许应力按式(4.4.1一2) 计算。
[α,]≤fpk/2. 5] [z]≤fk/2.0
(4. 4. 11) (4.4.1—2)
式中[,] 主力组合作用下斜拉索的容许应力(MPa); [gz] 主力和附加力组合作用下斜拉索的容许应力(MP fk 斜拉索的标准强度(MPa)。
武中[,]一 主力组合作用下斜拉索的容许应力(MPa): [αz]一—主力和附加力组合作用下斜拉索的容许应力(MPa); fk——斜拉索的标准强度(MPa)。 4.4.2施工荷载及结构自重作用下斜拉索的容许应力按式(4.4.2一1) 计算,施工荷载、结构自重及风荷载等共同作用下斜拉索的容许应 力按式(4.4.2—2)计算。
计算,施工荷载、结构自重及风荷载等共同作用下斜拉索的容许应 力按式(4.4.2—2)计算。
[αaz] ≤fpk/2. 0 [αar]≤fpk/1.8
(4.4.21) (4. 4. 22)
(4. 4. 21)
[αaz]——施工荷载及结构自重作用下斜拉索的容许应力 (MPa) ; 【αa]——施工荷载、结构自重及风荷载等共同作用下斜拉 索的容许应力(MPa);
fpk一斜拉索的标准强度(MPa)。 4.4.3 断索工况下斜拉桥钢结构及钢筋混凝土构件的容许应力
4.4.3 断索工况下斜拉桥钢结构及钢筋混凝土构件的容许应力
5.1.1斜拉桥设计应根据结构特性,按《铁路桥涵设计规
载时,铁路活载应按《铁路桥涵设计规范》TB10002的规定计
公路活载应按下列规定计算: 1跨度小于列车活载加载长度的斜拉桥,公路(城市道路) 活载按相关标准规定的全部活载的75%计算。 2跨度大于列车活载加载长度的双线斜拉桥,公路(城市道 路)活载按相关标准规定的全部活载的90%计算。 3跨度大于列车活载加载长度的四线斜拉桥,公路(城市道 路)活载按相关标准规定的全部活载的85%计算。 4对仅承受公路(城市道路)活载的构件,应按公路(城市道 路)的全部活载计算。 5.1.4铁路公路(城市道路)两用斜拉桥进行疲劳检算时,应符 合铁路相关规范规定,对仅承受公路活载的构件应符合公路相关 规范规定。
5.1.4铁路公路(城市道路)两用斜拉桥进行疲劳检算时,
合铁路相关规范规定,对仅承受公路活载的构件应符合公路术 规范规定。
5.1.5作用在斜拉桥结构或构件上的风荷载应考虑静力风不
5.1.6静力风荷载可按本规范附录A及《铁路桥涵设计
形状复杂、结构或桥址区风环境特殊的铁路斜拉桥,应开展抗风专 题论证确定桥梁的相关风荷载参数,
5.1.7斜拉桥的温度荷载除按《铁路桥涵设计规范》TB10002的 相关规定计算外,还应根据斜拉桥的结构特点,计算桥梁的构件温 差、均匀温差和日照温差。
5.1.9铁路斜拉桥采用E1地震作用(设计地震)和E2地震 (罕遇地震)两级抗震设防,E1和E2的地震动参数应按地震 性评价确定。
涵设计规范》TB10002的相关规定。特殊防撞要求的桥梁可 相关专题论证确定撞击力。
用。支座摩阻力F可按式(5.2.12)计算
(5. 2. 12)
式中W—一上部恒载产生的竖向力(kN); μ一—支座活动面的摩擦系数,宜采用实测数据,无实测数 据时可按《铁路桥涵混凝土结构设计规范》TB10092 办理。
5.1.13斜拉桥的列车制动力与牵引力应按《铁路桥涵设计规范》 TB10002计算。 5.1.14斜拉桥轨道伸缩力和断轨力应按《铁路无缝线路设计规 范》TB10015计算,并应符合《铁路桥涵设计规范》TB10002的相 关规定。
5.2.1斜拉桥结构设计应根据结构及环境特性,按《铁路桥涵设 计规范》TB10002规定的荷载,就其可能的最不利组合情况进行 计算。
计算。 5.2.2设计计算时,应仅考虑主力与一个方向(顺桥或横桥方 向)的附加力进行组合。
5.2.2设计计算时,应仅考虑主力与一个方向(顺桥或横
5.2.3结构设计应根据不同的荷载组合,将材料基本容
6.1.1斜拉桥计算根据不同的结构形式及计算内容可采用平面 结构和空间结构计算模型。
6.1.1斜拉桥计算根据不向的结构形式及计算内容可采用平面 结构和空间结构计算模型。 6.1.2采用平面结构计算图式进行结构静力分析时,应计算荷载 横桥向分布对结构的影响及各平面间的共同作用和相互影响。将 空间斜拉索简化为平面结构计算时,应考虑拉索空间角度对索力 变化的影响。 6.1.3斜拉桥结构计算时,斜拉索应考虑几何非线性影响。 6.1.4斜拉桥结构计算中,应确保任意一个锚点斜拉索退出工作 时,仍能保证列车通过。 6.1.5斜拉桥设计除应进行静力分析外,还应进行动力、稳定性 分析和施工阶段检算。 6.1.6斜拉桥动力计算宜进行抗风、抗震及车桥耦合等分析.计 算模型应反映桥梁结构的刚度和质量的实际分布及边界条件。 6.1.7斜拉桥混凝土结构应考虑环境因素和材料特性对收缩徐 变系数的影响
6.1.2采用平面结构计算图式进行结构静力分析时,应
6.1.3斜拉桥结构计算时,斜拉索应考虑几何非线性影响
6.2.1斜拉桥强度计算应符合下列规定,
2.斜拉桥强度计算应符合下列规定: 1构件的强度计算应符合《铁路桥梁钢结构设计规范》 10091、《铁路桥涵混凝土结构设计规范》TB10092及《铁路桥 地基和基础设计规范》TB10093的相关规定。 2强度计算时列车荷载的加载图式及加载长度应符合《铁路
荷载图式》TB/T3466及《铁路桥涵设计规范》TB10002的相 定。结构动力系数应按《铁路桥涵设计规范》TB10002的规 算。 3斜拉索等效弹性模量可按式(6.2.1)计算
Eo E= 1 + (yScos α)2, E。 12α3
式中E一一考虑垂度影响的确定工况斜拉索等效弹性模量(kPa); E。——斜拉索钢材弹性模量(kPa); 一 斜拉索单位体积重力(kN/m),取每米斜拉索及防护 结构重力除以斜拉索面积(m); S一斜拉索长度(m); α一一斜拉索与水平线的夹角(°); g一一确定工况斜拉索应力(kPa)。 6.2.2斜拉桥疲劳计算应符合下列规定: 1构件的疲劳计算应符合《铁路桥涵设计规范》TB10002 《铁路桥梁钢结构设计规范》TB10091及《铁路桥涵混凝土结构设 计规范》TB10092的相关规定。 2钢筋混凝土或预应力钢筋混凝土构件疲劳计算时应考虑 列车运营荷载及相应动力系数。钢结构构件和斜拉索疲劳计算时 列车运营动力系数应按《铁路桥梁钢结构设计规范》TB10091的 规定计算。 3斜拉索进行疲劳计算时,疲劳加载可采用与桥梁钢结构疲 带计管相同的加裁规定
6.2.3铁路斜拉桥稳定计算应符合下列规定:
1铁路斜拉桥应计算结构的整体稳定和局部稳定,并应符合 《铁路桥涵设计规范》TB10002等现行铁路相关规范的规定。 2斜拉桥稳定分析应考虑斜拉索垂度的影响。 3对于斜拉桥结构 第一类稳定即弹性屈曲的
结构稳定安全系数不应小于4.0
结构稳定安全系数不应小于4.0。
6.3.1斜拉桥抗风计算应符合下列规定: 1抗风设计应使结构满足相关规范规定的强度、刚度和稳定 性等要求。 2对于断面复杂的墩、塔、梁可通过风洞试验方法确定体形 系数。 3风荷载与车辆荷载组合时,未采用风屏障措施的桥面平均 风速取值应结合桥址处风环境情况确定,但取值不超过25m/s。 4抗风计算应检算施工阶段和成桥状态桥梁的颤振、驰振 涡振、抖振及参数共振。 6.3.2抗风设计应考虑附属设施对结构抗风性能的影响。必要 时主梁、斜拉索及索塔可采取抑振措施。 刚拉
斜拉桥结构抗震性能目标应符合表6.3.3的规定。
2检算抗震性能时,E1地震作用下的墩、基础结构物及构件 强度宜符合表6.3.3的规定。E2地震作用下,索塔和桩基础的截 面弯矩应小于截面的等效屈服弯矩,应验算桥墩的抗剪强度、塑性 铰区变形和支座损伤变形状态等。 3抗震措施应符合《铁路工程抗震设计规范》GB50111的相 关规定。E1地震的结构重要性系数取1.0。 5.3.4斜拉桥车桥振动响应计算可采用车桥耦合动力仿真分析 必要时考虑环境风的影响,车辆和桥梁的动力响应指标可参照《铁 路桥涵设计规范》TB10002的相关规定确定。
6.4.1斜拉桥施工阶段应计算各控制工况结构的应力及变形,必 要时考虑儿何非线性的影响。 6.4.2斜拉桥施工过程中下列阶段应进行体系转换计算: 1 主梁施工过程中的临时支座(墩)装拆。 主梁悬臂施工设施和合龙施工设施的装拆。 3 临时斜拉索转为永久斜拉索。 主梁采用满堂支架施工完成后张拉斜拉索。 5 主梁边跨合龙、中跨合龙。 6.4.3 斜拉桥悬臂施工过程应考虑下列不平衡荷载: 主梁两侧悬臂设计不对称产生的不平衡重力。 主梁悬臂施工两端不相等的临时施工荷载。
3混凝土主梁悬臂施工偏差产生的不平衡重力。 4主梁因施工工序产生的不平衡荷载。 5主梁悬臂纵坡在斜拉索索力(包括不平衡索力)作用下的 不平衡荷载。 6主梁悬臂施工过程中一端挂篮或起重机及其负载脱落。 7 被吊构件的最大单次起吊重量。 8两侧起重机移动不同步产生的不平衡荷载,按一个起重机 占位距离差进行计算。 6.4.4施工阶段应考虑起重机行走及起吊对桥梁结构构件的 影响。 6.4.5施工阶段应根据结构的施工工期确定施工阶段的设计风 速。悬臂施工的斜拉桥应进行最大双悬臂状态和最天单悬臂状态 的风荷载受力分析。 6.4.6施工阶段抗风计算应符合下列规定: 1双悬臂施工应检算索塔两侧悬臂结构承受对称横向和竖 向风荷载,以及不对称风荷载时的桥梁结构及构件的强度。不对 称横向风荷载加载时主梁风荷载一侧宜取另一侧的0.5倍。 2裸塔状态应进行风稳定分析,必要时可进行风洞试验。 3主梁施工到最大双悬臂状态和最大单悬臂状态时,应计算 受横桥向风力作用索塔两侧主梁产生的不同升力。
6.4.6施工阶段抗风计算应符合下列规定:
1双悬臂施工应检算索塔两侧悬臂结构承受对称横向和竖 可风荷载,以及不对称风荷载时的桥梁结构及构件的强度。不对 称横向风荷载加载时主梁风荷载一侧宜取另一侧的0.5倍。 2裸塔状态应进行风稳定分析,必要时可进行风洞试验。 3主梁施工到最大双悬臂状态和最大单悬臂状态时,应计算 受横桥向风力作用索塔两侧主梁产生的不同升力。
7.1.2斜拉桥结构构造细节应使结构传力顺畅,减少附加应力, 便于制造、施工及养护维修。 7.1.3斜拉桥结构布置应满足建筑限界的要求,并考虑桥面排 水、人行道、电缆槽、接触网支柱、防抛网、声(风)屏障和风水管路 等要求,且应满足《铁路桥涵设计规范》TB10002的相关规定,
7.2.1斜拉桥基础应根据桥址地形、地质、水文条件和施工等因 素,采用明挖、钻孔灌注桩、沉井、预置基础等类型。 7.2.2斜拉桥基础设计应符合《铁路桥涵地基和基础设计规范》 TB 10093 的规定。
7.2.3沉井基础设计应考虑沉井运输、定位及辅助下沉等措施。 7.2.4预置基础设计应考虑基础底面平整度等要求。
7.2.3沉井基础设计应考虑沉井运输、定位及辅助下沉等措施。
2m。索塔截面尺寸应考虑斜拉索安装或张拉空间的要求。 7.3.3混凝土索塔横梁分次施工时,预应力的布置应考虑施工工 序要求。
7.3.4混凝土索塔锚固区可采用预应力混凝土或普通钢筋混
1竖向受力钢筋的直径不宜小于16mm。净距不应小于 4cm,且不宜大于15cm。 2竖向受力钢筋的总截面积不应小于塔柱混凝土截面积的 0.55%。 3箍筋直径不宜小于12mm,间距不应大于竖向受力钢筋直 径的10倍,且不大于20cm。横向拉筋的直径不宜小于12mm,间 距不宜小于45cm。 4对于截面突变及壁厚较厚的节段以及门洞部位宜考虑防 裂猎施。 5采用劲性骨架施工的混凝土索塔,可将劲性骨架作为受力 钢筋进行计算。 7.3.6钢索塔宜采用封闭箱室截面形式,箱室壁板上应布置竖向 加劲肋,箱室内应设置水平横隔板。 7.3.7钢索塔壁板及坚向隔板的厚度根据受力确定且不宜小王
3.7钅 钢索塔壁板及竖向隔板的厚度根据受力确定,且不宜小于 mm。
7.3.8钢索塔塔柱节段在工地可采用高强度螺栓连接、焊接连
7.4.1分 斜拉桥主梁轮廓外形应选择具有较好空气动力性 截面。
7.4.2钢梁结构应符合下列规定:
1钢梁可采用钢桁梁或钢箱梁。双层桥面荷载的桥梁,宜采 用钢桁梁。 2钢箱梁、钢桁梁结构构造应符合《铁路桥梁钢结构设计规 范》TB10091等相关规定。 3受压(拉)钢构件纵向加劲肋可采用开口、闭口加劲肋,如 图7.4.2所示。受压区加劲肋肋板间距d应小于30倍被加劲板 厚度t。当计算压应力小于容许压应力时,d可适当放宽,但不应 大于45t。受拉区加劲肋肋板间距d宜小于50t
高速标准规范范本图7.4.2纵向加劲肋布置示意图
4纵向加劲肋在与横梁(隔板)的交点处应贯通设置,需与 横梁(隔板)连接时,应采用焊接连接;纵向加劲肋的对接焊接接 头宜布置在距横梁1/4~1/5板跨处。 5钢梁构件应采用工厂焊接方法制作,构件间的现场连接方 式可采用高强度螺栓连接或焊接。钢梁构件制造应满足运输和吊 装条件要求,宜工厂化、整体化方式制造。
1混凝土主梁宜采用箱梁,在墩顶支承处应设置横隔板。 2斜拉索与混凝土主梁的锚固宜采用承压式锚固构造。 当
锚固点位于主梁高度中部时,锚固点下方主梁腹板、横隔板 一 围处宜配置竖向预应力筋。 3箱形截面顶板与腹板相连处应设置承托,底板与腹板 处应设倒角。
7.4.6栓钉布置应符合下列规定
1当栓钉焊于钢梁受拉翼缘时 卫生标准,其直径不应大于翼缘板厚度的
1当栓钉焊于钢梁受拉翼缘时,其直径不应大于翼缘板厚度的 5倍;当栓钉焊于无拉应力部位时,其直径不应大于翼缘板厚度的
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