铁路桥涵钢筋混凝土结构设计规范)

·1·2术语和符号2.1术语2.1.1钢筋混凝土结构reinforcedconcretestructure以包括受力钢筋的混凝土为主制作的结构。2.1.2预应力混凝土结构prestressedconcretestructure以用预应力钢材预先施加应力的混凝土为主制作的结构。2.1.3桥跨结构(上部结构)bridgesuperstructure梁桥支承以上或拱桥起拱线以上，跨越桥孔的结构。2.1.4简支梁simplysupportedbeam两端为铰支承的梁。2.1.5连续梁continuousbeam有三处或三处以上由支座支承的梁。2.1.6框架frame由梁和柱以刚接或铰接相连接而构成承重体系的结构。2.1.7顶进桥涵jacked-inbridgeorculvert穿越既有线路用顶进方法施工的桥涵。2.1.8支座bearing支承桥跨结构，并将其荷载传给墩(台)的构件。2.1.9计算荷载loadforcalculation·2·某一特定计算状态下，作用在结构或构件上的荷载。一般不包括预加力。2.1.10运营荷载serviceload进行运营阶段结构计算时，作用在结构或构件上的规定荷载。2.1.11强度strength材料或构件受力时抵抗破坏的能力。其值为在一定受力状态下，材料所能承受的最大应力或构件所能承受的最大内力。2.1.12刚度stiffness;rigidity结构或构件抵抗变形的能力。2.1.13容许应力allowablestress某一特定计算状态，为保证结构安全，容许材料承受的最大应力。2.1.14安全系数safetyfactor表明结构或构件达到某种失效状态(破坏或开裂)时的计算临界承载力与计算荷载作用力之间的比例关系的系数。2.1.15预应力度degreeofprestressing结构或构件中，由预加应力所抵消的运营荷载产生的应力的程度。2.1.16有效预应力effectiveprestress在计入外部荷载作用之前，扣除各项因素引起的应力损失之后，预应力钢筋中的应力。2.1.17挠度deflection·3·在弯矩作用平面内，结构构件轴线或中面上某点由挠曲引起垂直于轴线或中面方向的线位移。2.1.18预拱度camber为抵消桥跨结构在荷载作用下产生的挠度，而在制作时所预留的与挠度方向相反的校正量。2.1.19预应力钢筋Prestressingtendon用于混凝土结构构件中施加预应力的钢筋，钢丝和钢绞线的总称。2.1.20钢丝束Tendon由钢丝和钢绞线组成的钢束的总称。2.2符号2.2.1材料性能cE——混凝土弹性模量cG——混凝土剪切变形模量cv——混凝土泊松比sE——普通钢筋弹性模量pE——预应力钢筋弹性模量C60——立方体强度标准值为60MPa的混凝土强度等级ctcff,——混凝土轴心抗压、抗拉极限强度skpkff,——预应力钢筋、普通钢筋拉抗强度标准值ssff,——普通钢筋抗拉、抗压计算强度ppff,——预应力钢筋抗拉、抗压计算强度〔c〕——中心受压时混凝土的容许应力·4·〔b〕——弯曲受压及偏心受压时混凝土的容许应力〔1tp〕——有箍筋及斜筋时混凝土的容许主拉应力〔2tp〕——无箍筋及斜筋时混凝土的容许主拉应力〔3tp〕——梁部分长度中全由混凝土承受的主拉应力〔c〕——纯剪时混凝土的容许剪应力〔c〕——光钢筋与混凝土之间的容许粘结力〔1c〕——局部承压时混凝土的容许压应力〔s〕——普通钢筋的容许应力〔〕——钢筋应力幅容许值2.2.2荷载及荷载效应N——计算轴向力M——计算弯矩V——计算剪力c，ct——混凝土压、拉应力c——混凝土剪应力tp，cp——混凝土主拉、主压应力con——预应力钢筋锚下控制应力p——预应力钢筋拉应力1p——预应力钢筋有效预应力s——普通钢筋拉应力L——预应力钢筋应力损失f——裂缝宽度·5·p,s——预应力钢筋、普通钢筋应力幅2.2.3几何参数b——矩形截面宽度，T形、工字形截面腹板宽度ffbb,——T形或工字形截面受拉、受压区翼缘宽度d——直径e——偏心距h——截面高度ffhh,——T形或工字形截面受拉、受压区翼缘高度0l——计算跨度或计算长度i——截面回转半径A——截面面积W——截面抵抗矩I——截面惯性矩S——面积矩2.2.4计算系数及其它K——强度安全系数fK——抗裂安全系数——受拉区混凝土塑性影响系数——纵向弯曲系数n——钢筋弹性模量与混凝土变形模量之比pn，sn——预应力钢筋、普通钢筋弹性模量与混凝土弹性模量之比——偏心距增大系数·6·——预应力度B——截面抗弯刚度3材料3.1混凝土3.1.1混凝土强度等级可采用C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60。3.1.2钢筋混凝土构件当采用HRB335级钢筋时，桥跨结构混凝土强度等级不宜低于C30。其它结构混凝土强度等级不宜低于C20。预应力混凝土主要承重结构的混凝土强度等级不宜低于C40。管道压浆用水泥浆强度等级不宜低于M35，并掺入阻锈剂。3.1.3混凝土的骨料选择及碱含量应符合《铁路混凝土工程预防碱—骨料反应技术条件》(TB/T3054)的规定。混凝土中的氯离子含量不得大于0.06%，在有腐蚀性环境下的桥涵结构应采取耐腐蚀措施。3.1.4混凝土的极限强度应按表3.1.4采用。表3.1.4混凝土的极限强度（MPa）强度种类符号混凝土强度等级C20C25C30C35C40C45C50C55C60轴心抗压cf13.517.020.023.527.030.033.537.040.0轴心抗拉ctf1.702.002.202.502.702.903.103.303.503.1.5混凝土受压或受拉时的弹性模量Ec应按表3.1.5采用。·7·混凝土的剪切变形模量Gc可按表3.1.5所列数值的0.40倍采用。表3.1.5混凝土弹性模量cE（MPa）混凝土强度等级C20C25C30C35C40C45C50C55C60弹性模量cE2.80×1042.95×1043.10×1043.25×1043.35×1043.45×1043.55×1043.65×1043.75×104混凝土泊松比c可采用0.2。3.2钢筋3.2.1铁路桥涵混凝土结构可采用下列类型的普通钢筋和预应力钢筋：1普通钢筋宜采用Q235和HRB335钢筋，其技术条件应符合现行国家标准《钢筋混凝土用热轧光圆钢筋》(GB13013)和《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》(GB1499)的规定。承受疲劳荷载的桥涵结构(ρ≤0.5)，HRB335钢筋的化学成分6MnC应小于或等于0.5%。2预应力钢丝应符合现行国家标准《预应力混凝土用钢丝》(GB5223)的规定。3预应力钢绞线应符合现行国家标准《预应力混凝土用钢绞线》(GB5224)的规定。4预应力粗钢筋可采用预应力混凝土用高强度精轧螺纹钢筋。注：1.普通钢筋系指用于钢筋混凝土结构中的钢筋和预应力混凝土结构中的非预应力钢筋。2.严禁使用经高压穿水处理过的HRB335级钢筋。3.2.2普通钢筋、高强度精轧螺纹钢筋抗拉强度标准值应按3.2.2-1采·8·用。预应力钢丝抗拉强度标准值应按表3.2.2-2采用。预应力钢绞线抗拉强度标准值应按表3.2.2-3采用。表3.2.2-1钢筋抗拉强度标准值（MPa）种类强度普通钢筋skf精轧螺纹钢筋pkfQ235HRB335JL800JL930抗拉强度标准值235335800930注：精轧螺纹钢筋的抗拉强度标准值系屈服点。表3.2.2-2预应力钢丝抗拉强度标准值pkf（MPa）公称直径(mm)≤5.0＞5抗拉强度标准值147014701570157016701670177017701860—注：按松弛率的不同可分为普通松弛(WNR)和低松弛(WLR)钢丝。表3.2.2-3预应力钢绞线抗拉强度标准值pkf（MPa）公称直径(mm)12.715.215.7标准型1×7模拔型(1×7)C标准型1×7模拔型(1×7)C标准型1×7抗拉强度标准值1720186019601860147015701670172018601960182017701860注：均为低松弛。3.2.3钢筋计算强度应按表3.2.3采用。表3.2.3钢筋计算强度（MPa）·9·钢筋类型抗拉计算强度spff或抗压计算强度spff或预应力筋钢丝、钢绞线、精轧螺纹钢筋0.9pkf380普通钢筋Q235235235HRB3353353353.2.4钢筋弹性模量应按表3.2.4采用。表3.2.4钢筋弹性模量（MPa）钢筋种类符号弹性模量钢丝pE2.05×105钢绞线pE1.95×105精轧螺纹钢筋pE2.0×105Q235sE2.1×105HRB335sE2.0×105注：计算钢丝、钢绞线伸长值时，可按pE±0.1×105MPa作为上、下限。·10·4设计基本规定4.1一般要求4.1.1在计算荷载的最不利组合作用下，桥跨结构的横向倾覆稳定系数不应小于1.3。在相应于应力超过容许值30%时的竖向活载作用下，悬臂梁的纵向倾覆稳定系数不应小于1.3。4.1.2静活载(即不计列车竖向动力作用)所引起的最大竖向挠度应符合下列规定：1对于简支梁不应超过跨度的1/800；2对于连续梁边跨不应超过跨度的1/800，中间跨不应超过跨度的1/700。4.1.3梁截面尺寸和构造应保证梁体具有足够的横向刚度。在横向摇摆力、离心力、风力和温度力作用下，梁体水平挠度不得大于L/4000，横向自振频率宜大于50×8.0L，且不宜在2.0～3.0Hz之间（暂定）。4.1.4当由恒截及静活载引起的竖向挠度等于或小于15mm或跨度的1/1600时，可不设预拱度，宜用调整道碴厚度的办法解决；大于上述数值时应设预拱度，其曲线与恒载及1/2静活载所产生的挠度曲线基本相同，·11·但方向相反。预应力混凝土梁，计算预拱度时尚应考虑预加应力的影响。4.2板的计算4.2.1四周自由支承或固定支承的板，当长边与短边长度之比等于或大于2时，应以短边为跨度按单向板计算，否则应按双向板计算。4.2.2一般板的计算跨度应为两支承中心间的距离，但位于主梁梁梗间的板，其计算跨度可按下列规定采用：1计算弯矩时，计算跨度为两梗间净距加板的厚度，但不大于两梗间净距加梁梗宽度，此时弯矩按下列公式计算：支点弯矩07.0MM(4.2.2-1)跨中弯矩05.0MM(4.2.2-2)式中M——计算弯矩(MN·m)；0M——按简支板计算的跨中最大弯矩(MN·m)。2计算剪力时，计算跨度为梗间净距，剪力按简支板计算。3对于箱形梁，桥面板应按本规范第4.3.9条的规定计算。4.2.3计算在中间支承上有梗胁的板时，沿支承中心处的截面有效高度应按下式计算(图4.2.3)。(4.2.3)但不大于sh311。式中0h——截面有效高度(m)；1h——不计梗胁时板的有效高度(m)；s——自梗胁起点至支承中心的距离(m)；——梗胁下缘与水平线所成的夹角(°)。·12·图4.2.3梗胁处板的有效高度图4.2.4斜交板桥，当斜度小于或等于15°时，可按正交板计算。4.3梁的计算4.3.1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(图4.3.1)：1无梗胁翼缘板厚度fh大于或等于梁全高h的1/10；2有梗胁而坡度tanα不大于1/3，且板与梗相交处板的厚度fh不小于梁全高h的1/10；图4.3.1T形梁截面计算图3梗胁坡度tan大于1/3，但符合下式条件10hchf31≥10h(4.3.1)当不符合上述第1、2或3款条件时，则应按宽度为b的矩形截面计算。4.3.2T型截面梁当伸出板对称时，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；3fhcb122。·13·当伸出板不对称时，若其最大悬臂一边从梁梗中线算起，宽度小于上述第1、3款中较小者的一半，可按实际宽度采用。计算静不定力时，翼缘宽度可取实际宽度。如无更精确的计算方法，箱形梁