《基础工程》课程设计
目录
一、概述 (2)
1、工程概况和设计任务 ......................................................................................................... 2 二．方案设计 .. (3)
1.基础类型和尺寸 .................................................................................................................... 3 2.地基持力层 ............................................................................................................................ 3 三、技术设计 .. (6)
1.荷载设计 (6)
2.计算变形系数α ................................................................................................................... 6 3.计算刚度系数1234ρρρρ ..................................................................................................... 6 4.电算求解承台变位..a b β和桩顶内力i i i N H M ................................................................. 7 5．绘制桩身弯矩图，剪力图和桩侧土的横向抗力图 ......................................................... 8 6.桩身配筋计算 ...................................................................................................................... 13 7.桩水平位移检算 .................................................................................................................. 13 8.桩单位转角检算 .................................................................................................................. 14 9.承台结构设计计算 .............................................................................................................. 17 四．施工方案 (19)
1.基础施工方式 ...................................................................................................................... 19 参考资料.. (21)
一、概述
1、工程概况和设计任务
（1）工程名称：某高速铁路桥梁桥墩基础设计
（2）工程概况
该桥梁系高速铁路干线上的特大桥（复线），线路位于直线平坡地段。该地区地震烈度较低，不考虑地震设防问题。
桥梁及桥墩部分的设计已经完成，桥跨由8孔32m预应力钢筋混凝土整体箱梁组成，见图3-1和图3-3。
（3）设计任务
本设计对象为某高速铁路的桥梁，该桥梁的上部结构设计已经完成，本课程设计的任务是完成桥墩基础与地基的设计与检算。要求同学选择（或由任课教师分配）一个基础，按给定的条件完成相关的设计和计算工作，具体要求如下：
1．综合分析设计资料，对三种常用的桥梁基础类型（刚性扩大基础、桩基础和沉井基础）的技术合理性进行比较（限于课时，本次课程设计不考虑造价因素），选择较为合理的基础方案。
2．对选定的基础方案进行详细设计。
3．初步决定修筑基础的施工方案。
4．将以上全部成果整理成设计计算说明书和设计施工图。
设计计算说明书应制作成Word文档。整个说明书应满足计算过程完整、计算步骤清楚、文字简明、符号规范和版面美观的要求，图纸应用CAD制作而且应该表达正确、布局合理和尺寸齐全。
（4）设计资料
设计荷载
由上部结构传至各桥墩设计低水位（高程37.00m）处的设计荷载如表3-2所示。
表3-1 土工试验成果表
纵向风力）；
2．竖向力N和水平力H的单位为kN，力矩M的单位为kN-m，H和M的符号相同表示两者对基础的转动效应相同。
二．方案设计
1.基础类型和尺寸
（1）选定桩基类型
采用桩基础，桩基设计为低承台，低承台桩基可以较好的利用承台侧面土体的抗力，故抵抗水平荷载的能力较强，自身的稳定性较好在各类结构工程中均用的较多。
(2) 选择桩材和桩径
桩材采用钢筋混凝土预制方桩，其优点是施工质量易于控制，沉桩工期短，单方混凝土的承载力高，工地比较文明。并采用摩擦端承型桩：端承型桩基础承载力大，沉降量小，较为可靠安全，基岩埋深较浅时候应考虑采用。尺寸定为550mm*550mm。
2.地基持力层
（1）持力层的选取和基础埋置深度
第三层粗砂中密，呈硬塑状态，其土压缩性很小，选为持力层。桩端进入持力层深度(3-6)d=1.65-3.3米，取为5.03米，则承台底面以下桩长为16米。 基础埋置深度定为4.46米，承台顶面标高为35.0，承台底面标高为34.0. （2）确定单桩竖向极限承载力标准值 由公式：UK SK PK sik i pk P Q Q Q u q l q A =+=+∑ 由表查得桩的极限侧阻力标准值sik q 为： 软粘土：L I =1.22, sik q =21KPa 砂粘土：L I =0.43, sik q =74KPa 粗砂中密：pk q =8400KPa ，sik q =85KPa
UK Q =4*0.55(21*2.52+74*8.45+85*5.03) =2432.694KN PK Q =0.55*0.55*8400=2541KN (3)初步估计桩数N
p s c SK PK ck s p c
R Q Q Q ηηη
γγγ=
++ 由于端承型桩基础持力层坚硬，桩顶沉降量较小，桩侧摩阻力不易发挥，桩顶荷载基本上通过桩身直接传到桩端处的土层上，而桩端处的承压面积很小，各桩端的压力彼此互不影响，因此课近似认为端承型群桩基础中各基桩的工作性状与单桩基本一致。取p η=s η=1.0，c η=0.
由于桩的布置和桩数还未定，先不考虑承台效应，查表得s γ=p γ=1.65
R =2432.694／1.65+2541／1.65=3014.36 确定桩数时，由于承台尺寸未定，可先根据单桩承载力设计值和上部结构物荷载初步估算确定。
uF
n R =,其中u 为经验系数取1.1，双线双孔重载F=18500KN uF
n R
==1.1*18500／3014.36=6.75 为了方便布桩，取n=9.
(4)进行桩位布置和承台确定
桩在平面上采用行列式布置，桩中心距(34)a S d =-=1.65-2.2米。取X 方向中心距为1.65米，Y 方向为2.2米；取边桩中心至承台边缘的距离为d =0.55米，承台边缘至桩的外边缘为0.275米，符合有关规范要求。桩的布置和承台平面尺寸如图所示：
(5)验算考虑承台土重后的桩数
承台及土自重G=4,4*5.5*4.46*25=2698.3KN
F G
n R
+==21198.3/3014.36=7.03 说明取n=9可以满足要求n=9
（6）按低承台简化计算法初步检算单桩承载力 竖向力F+G=18500+2698.3=21198.3KN,h=1m; 承台所受弯矩（绕Y 轴）为
Y
M =M+Hh=10000+1000*1=11000KN m ?
各基桩所受的平均竖向压力设计值为N=（F G +/n=2355.37KN 基桩最大和最小竖向压力设计值为
max N =
2
Y i
i M x F G n x ++∑=2355.37+2211000*1.653*1.653*( 1.65)+-=3466.48KN
min
N 2
Y i
i
M x F G n x ++∑=2355.37+22
11000*( 1.65)
3*1.653*( 1.65)-+-=1244.26KN>0
基础是偏心受压，验算时要同时满足0N R γ≤和0max 1.2N R γ≤两个条件，由于桩基安全等级为二级，则0γ=1.0.验算如下：
0N γ=1.0*2355.37KN 0max N γ=1.0*3466.48KN<1.2R=3617.232KN 两项验算均满足要求！ 三、技术设计 1.荷载设计 取用双线双孔重载组合，简化至承台底面中心。 作用与桥墩底面形心的设计荷载为： F=18500KN;H=1000KN;M=10000KN m ? 简化至承台底面中心后： N=F+G=18500+2698.3=21198.3KN H=1000KN Y M =M+Hh=10000+1000*1=11000KN m ? 2.计算变形系数α （1）桩的计算宽度 0 1.50.5 1.5*0.550.5 1.325b b m =+=+= （2）变形系数α 0.67h E E ==0.67*2.8*4210N mm =18.76*4210N mm I= 3 4417.64*1012 bh m -= 21121231232 123(2)(22)() m h m h h m h h h m h h h +++++=++=8.8644MN m α= 1m - 桩在地面以下深h=16m, 计算长度αh>2.5,因此按弹性桩计算。 3.计算刚度系数1234ρρρρ 1000 11 l l EA C A ρε= ++ 0l =0，ε=1.0，l=16m, A=0.30252m 0.67h E E ==0.67*2.8*4210N mm =18.76*4210N mm 02432' 2tan (0.552*16*tan )44 l A d ?=+=+。=15.91；a S =1.65 当2tan 4a l d S ?+>时，0A 应由a S 得出。 即0A =2.72252m ；0C =0m h =141.89443 MN m 1000 11l l EA C A ρε= ++=184909.7KN 已知αl=0.6065*16>4,取用4； 0l =0.查表得：Q Y =1.064, M Y =0.985, M φ=1.484, 由公式得： 32Q EIY ρα==33977.5KN 23M EIY ρα==51862.7KN 4M EI ραφ==128831.5KN 4.电算求解承台变位..a b β和桩顶内力i i i N H M 5．绘制桩身弯矩图，剪力图和桩侧土的横向抗力图 6.桩身配筋计算 （1）配筋 由上图计算表，最大正弯矩为5.8KN m ?,最大负弯矩为126.8KN m ? 当桩身弯矩较小时可按构造配筋。预制桩的主筋（轴向）应按计算确定并根据断面的大小及形状选用4—8根直径为14—25mm 的钢筋。最小配筋率min 0.8%ρ≥，一般可为1%左右；箍筋直径可取6—8mm,间距≤200mm,在桩顶处适当加密。 由计算得： 选取820φ的HRB335钢筋2513S A =2mm ，min ρ=0.96%。 箍筋选取φ8的HPB235钢筋。 （2）按材料强度检算桩的承载力 '()c c p y g R f A f A ?ψ=+ c f =11.92 N mm ，p A =0.30252m ，'y f =3002 N mm ，g A =25132mm ，?=1.0， c ψ=1.0 '()c c p y g R f A f A ?ψ=+=4353.65KN>i N 满足要求！ 7.桩水平位移检算 8.桩单位转角检算 9.承台结构设计计算 承台（见图）的有效高度为： 0h =1000-60=940mm （1）柱对承台的冲切验算 桩边冲切，计算冲跨比： 000000 725 0.77940940 1.0940 x x y y a h a h λλ==== = = 计算冲切系数： ()() ()() 0x 0x 0y 0y 0.720.72 β0.742 λ0.20.770.20.720.72 β0.6 1.00.2λ0.2= ==++===++ ()()()()00000 220.742 1.30.7250.6 1.970.9414300.948733.41463.5(x c y y c x t i b a h a f h KN KN ???++?+??=??++?+??????=>则：作用于每根桩顶的N 最大值） 满足要求！ （2）角桩对承台的冲切检算 ()()() ()1211111x 1x 1y 1y 8257259400.771.00.480.48 0.495 λ0.20.770.20.480.48 0.41.00.2λ0.2x y x y c c mm a mm a mm λλ======?===++?= ==++桩向上冲切，；；，所以，； ，计算冲切系数： ()()1112 11 0220.4950.8250.94/20.40.8250.725/214300.941500.161463.5y x x y t a a c c f h KN KN ????? ??++?+?? ? ??????? =?++?+??????=>则： 满足要求！ （3）承台斜截面受剪切检算 从计算和图中知，最危险截面为b,c 排桩相间截面，因为在该截面右侧三根桩所承受的荷载最大，都是max N =1463.5KN 。 0007259400.77 1.0940y x x y x y a a a mm a mm h h h mm λλ=======，，所以，， 0.12 0.3 x βλ= +=0.112 该截面受剪承载力为00c i f b h H β>∑ 00c f b h β=0.112*1430*1.325*0.94=199.48KN>47.1*3=141.3KN 满足要求！ 四．施工方案 1.基础施工方式 1、预制桩的制作要点 （1）预制桩的预制流程及要求 制作场地整平与处理→制模与立模→绑扎钢筋，安装吊环→浇注混凝土与养护→起吊，运输，堆放。 钢筋混凝土桩可在工厂或施工现场预制。工厂预制利用成组拉模生产，用不小于桩截面高度的槽钢安装在一起组成。现场预制适宜采用工具式木模或钢板模，支在坚实平整的混凝土地坪上，用间隔重叠的方式生产，重叠层数不宜超过4层。（2）预制桩的起吊与堆放 预制桩在起吊与堆放时，较多采用两个吊点。较长的桩也可用3-4个。吊点位置一般应按个吊点的最大负弯矩与吊点间桩身正弯矩相等的条件来确定，起吊时应平稳提升，使各吊点同时受力。 起吊就位时多采用1.2个吊点，堆放场地应靠近沉桩现场，场地平整坚实，并备有防水措施，以免场地出现湿馅或不均匀沉馅。在桩起吊搬运和堆码时，应防止冲撞和发生附加弯矩。 （3）混凝土预制桩的接桩 桩的接桩方法有焊接钢板，法兰接及硫磺胶泥锚接桩三种。 焊接接桩时，钢板宜用低碳钢，焊条宜用E43。 兰法接桩时，在一个墩台桩基中，同一水平面的桩接头处不得超过桩基总数的 1/4，但采用兰法盘按等强度设计的接头，可不受此限制；钢板和螺栓宜用低碳钢；兰法结合处理，可加垫沥青纸等材料，如兰法有不密切处，应用薄钢片塞紧；兰法螺栓应逐个拧紧，并加设弹簧垫圈或加焊，防止锤击时螺栓松动。 硫磺胶泥铆接时，硫磺胶泥配合比应通过实验确定，其物理力学性能应满足规范要求。 （4）混凝土预制桩的沉桩顺序 沉桩顺序一般由一端向另一端连续进行，当桩基平面尺寸较大或桩距较小时，宜由中间向两端或四周进行，有困难时也可分段进行。如桩埋置有深浅，宜先沉深的后沉浅的。在斜坡地带，应先沉坡顶后沉坡脚，这用做的目的是使桩的入土深度不致过于悬殊，以免造成不均匀沉降。 2、沉桩设备 将桩沉入土中的设备有桩锤、桩架及辅助设备等。 （1）打桩锤 目前常用的打桩锤有坠锤、单动汽锤、双动汽锤、柴油锤和震动锤等，本设计选用单动汽锤，它适合打各种桩（木桩除外），汽锤冲程短，对桩头不易损坏，起落锤速度快，效率高。 （2）桩架 桩架在沉桩施工中，承担吊锤、吊桩、吊插射水管及桩在下沉过程中的导向作用等。桩架可用木料和钢材做成，工程中常用钢桩架。桩架的正面是导向杆，用于控制桩锤和桩身的方向；顶上装有滑轮，地盘上装有卷扬机，用于提升桩锤与桩 等。其特点可以在轨道上运行，并可以在水平面内转动360°；导向杆能够伸缩、倾斜等、以上作业均由自备的动力设备和机械装置驱动与操纵。这类桩架的最大高度可达35m，最大倾斜度可达1：3.缺点是比较笨重，成本较高。 （3）桩帽与送桩 打桩时，要在锤与桩之间设置桩帽。桩帽能因缓冲而保护桩顶，又可以保持沉桩效率。英雌，在桩帽上填塞硬质缓冲材料，如橡木、树脂、硬桦木、合成橡胶等，桩帽下方应垫以软质缓冲材料，如麻垫、草垫、废轮胎等，通称为桩垫。桩垫的厚度和软硬是否恰当，将直接影响沉桩的效率。 遇到以下情况，需用送桩：当桩顶设计高程在导杆以下，此时送桩长度应为桩锤可能达到最低高程与预制桩顶沉入高程之差，再加上适当的富余量；当采用管桩内射水沉桩时，为了插入射水管，需用侧面开有槽口（宽0.3m，高1-2m）的送桩。送桩通常用钢板焊接撑的钢桩。 3、沉桩的方法 本设计采用出击沉桩，主要设备有桩锤、桩架及动力设备三部分。 （1）桩锤的选择 桩锤的选择应根据地质条件、桩型、土的密实程度、单桩轴向承载力及现有的施工条件确定、冲击锤的选择，原则上是重锤底击。 ②桩长度不超过20m ③表中比值小的为软土层，大者为硬土层。 （2）施工要点 沉桩前，应对桩架、桩锤、动力机械等主要设备部件进行检查；开锤前应再次检查桩锤、桩帽或送桩与桩的中轴线是否一致；锤击沉桩开始时，应严格控制各种桩锤的动能，防止沉桩开始就发生倾斜：本设计用单动气锤，提锤高度不宜超过0.5m。 桩帽与桩周围应有5-10mm间隙，以便锤击时桩在桩帽内可作微小的自由转动，避免转身产生超过许可的扭转应力；打桩机的导向杆应予固定，以便施打时稳定桩身；导向杆设置应保证桩锤上下活动自由；预制桩顶面应附有适合桩帽大小的桩垫，其厚度视桩垫材料、桩长及桩尖所受抗力大小决定；桩垫破碎后应即及时更换；选用桩帽，应将桩锤的冲击力均匀分布于桩顶面。 如遇到贯入度突然发生急剧变化；桩身突然发生倾斜、移位；桩不下沉。桩锤有严重的回弹现象；桩顶破碎或桩身开裂变性，桩侧底面有严重隆起现象等等时，应立即停止锤击，查明原因，采取措施后方可继续施工。 （3）锤击沉桩的停锤控制标准 沉桩时以控制桩尖的设计高程为主。如桩尖已沉入到设计高程，但沉入度仍达不到要求时，应继续锤击，使贯入度接近设计控制贯入度为止；如贯入度达到设计控制贯入度，而桩尖高程未到达设计高程时，应继续锤击100mm左右（或锤击30-50次），如无异常变化即可停锤；若桩尖高程比设计高程高得多时，应报有 《基础工程》课程设计 目录 一、概述 (2) 1、工程概况和设计任务 ......................................................................................................... 2 二．方案设计 .. (3) 1.基础类型和尺寸 .................................................................................................................... 3 2.地基持力层 ............................................................................................................................ 3 三、技术设计 .. (6) 1.荷载设计 (6) 2.计算变形系数α ................................................................................................................... 6 3.计算刚度系数1234ρρρρ ..................................................................................................... 6 4.电算求解承台变位..a b β和桩顶内力i i i N H M ................................................................. 7 5．绘制桩身弯矩图，剪力图和桩侧土的横向抗力图 ......................................................... 8 6.桩身配筋计算 ...................................................................................................................... 13 7.桩水平位移检算 .................................................................................................................. 13 8.桩单位转角检算 .................................................................................................................. 14 9.承台结构设计计算 .............................................................................................................. 17 四．施工方案 (19) 1.基础施工方式 ...................................................................................................................... 19 参考资料.. (21) 中铁二院工程集团有限责任公司文件 中铁二院科技发〔2007〕271号 关于印发《铁路桥梁钻（挖） 孔桩基础设计一般规定》的通知 公司所属各生产单位： 为进一步提高桥梁桩基础的设计质量，使铁路桥梁钻（挖）孔灌注桩基础的设计更合理、更经济。根据《铁路桥涵地基和基础设计规范》（TB10002.5-2005），结合设计经验和施工实际情况，公司制定了“铁路桥梁钻（挖）孔灌注桩基础设计一般规定”，现印发给你们，请遵照执行。 附件：铁路桥梁钻（挖）孔桩基础设计一般规定 二○○七年六月二十五日 附件： 铁路桥梁钻（挖）孔桩基础设计一般规定钻（挖）孔灌注桩基础具有施工机具简便，机械化程度高，适用性广的优点，在铁路桥梁中得到了广泛的应用，钻（挖）孔灌注桩基础已成为铁路桥梁的主要基础类型之一。随着铁路建设的蓬勃发展，桩基础在铁路桥梁基础中所占的比重越来越大，为使铁路桥梁钻（挖）孔灌注桩基础的设计更合理、更经济，进一步提高我公司桥梁桩基础的设计质量，根据《铁路桥涵地基和基础设计规范》（TB10002.5-2005），结合以往设计经验和施工实际情况，制定“铁路桥梁钻（挖）孔灌注桩基础设计一般规定”以指导我公司铁路桥梁的钻（挖）孔灌注桩基础设计。 1、桩基与明挖 明挖基础和桩基础是铁路桥梁的主要基础形式。明挖基础适用于较浅基础，桩基础适用于较深基础。明挖基础和桩基础的分界应根据具体地形、工程地质和水文地质条件以及环保、技术经济比较综合确定。一般在挖深不超过6m，无地下水或地下水较少的情况下，应优先选用明挖基础；陡坡地段应进行技术经济比较后确定。 2、柱桩与摩擦桩 在同一桩基中不应同时采用摩擦桩和柱桩。一般情况下，当桩底置于岩石中时按柱桩设计，当桩底置于土中时按摩擦桩设计。设计时，应根据基岩的埋深情况进行摩擦桩与柱桩之间的经济比选。当桩底置于软质岩，岩石单轴抗压强度R值小于4MPa时，可分别按摩擦桩和柱桩进行计算，在各自的力学指标符合实际的前提下，取单桩容许承载力较大者作为计算值。 3、地质参数的取值 地质物理、力学参数的取值对桩基的合理设计非常重要，是桥梁基础 路桥分公司 铁路桥墩施工技术研究 路桥分公司工程技术部 2016年8月15日 铁路桥墩施工技术研究 1 前言 随着科技进步，高性能混凝土结构设计不断涌现，随着高速铁路的迅速发展，跨越深沟峡谷的建筑物也越来越多，施工高建筑物的技术水平就越来越重要了。本文提出了一点肤浅的认识与见解，从施工经验上进行了总结，以指导现场施工。 2 铁路高桥墩类型 2.1实心高桥墩：单线或双线，都有圆型、矩形和园端型。 2.2 空心高桥墩：单线或双线，都有圆型、矩形和园端型。 3 高桥墩施工工艺 3.1 实心高桥墩施工，在近年的施工技术当中，都有一次浇筑成型的要求。正是采取一次浇筑成型，就有很多问题需要解决。 3.1.1实心高桥墩模板加工的技术要求 近年来，施工单位都采用钢模板厂制（定型钢模），根据规范要求，钢模板的刚度、强度、稳定性必须满足施工需要。厂家对钢模板加工来说，属于非标产品，加工精度要求就要施工单位确定，厂家根据施工单位的要求加工。施工技术人员如何确定呢？计算是很复杂的过程，需要查阅大量资料和施工经验。 3.1.1.1钢模板的刚度、强度远高于木模板，但是根据钢板加工工艺，钢板厚度和支撑间距是根据混凝土对模板侧面的侧压力大小来确定的。 3.1.1.2 侧压力大小确定，混凝土作用于模板的侧压力，随着混凝土 浇筑高度而增加，当浇筑高度达到某一个临界值时，侧压力就不再增加了，此时的侧压力即为新浇混凝土的最大侧压力。采用插入式振捣器时，有专家推导出下面二个公式：F=0.22Уc t0β1β2v1/2 和F=Уc H 式中F—新浇混凝土对模板的最大侧压力（Kn/m2）； Уc—混凝土的重力密度； t0—新浇混凝土的初凝时间（h），可实测确定。当缺乏试验资料时，可以采用t=200/(T+15)计算； T—混凝土的温度(°)； V—混凝土的浇筑速度（m/h）； H—混凝土侧压力计算位置处至新浇混凝土顶面的总高度（m）； β1—外加剂影响修正系数，不掺外加剂时取1.0；掺具有缓凝作用的外加剂时取1.2； β2—混凝土坍落度影响修正系数，当坍落度小于30mm 时，取0.85；50~90mm时取1.0；110~150mm时取1.15。 钢板一般采用3～8mm作为面板。 3.1.1.3模板加劲肋的布置间距，由人工配合机械吊装，人在高空作业，受到空间条件限制，安全带的固定作用影响，人员移动难度大。吊机吊起一块模板，人在高空要让一块模板稳定（静止），是很困难的事情。质量大，惯性也大，所以，只有减轻模板重量，在吊机的配合下，人在高空才容易让模板处于静止状态，迅速安装、定位模板。 毕业设计说明书 哈大客运专线 泉水河2-10.7m铁路框构桥设计 中国是一个发展中国家，我们现在的首要就是中央政府与地方共同开展城市化进程。并且以它作为发展我国经济的一个重要步骤，并且最终建立起“以大城市为中心，中心城市为枢纽，小城镇为基础，城市与乡镇共同发展的一种体系”。 大城市的发展离不开通畅的交通。交通是城市与经济发展的基础。要实现城市发展的目标，保持城市以快的速度良好的发展趋势，就要进入城市化发展的另一个阶段，我们要实现现代化的城市，就必须建立一个有组织，有效率、现代化的城市道路交通系统，来发展城市。 随着城市化的发展，不通畅的路网已成为城市交通的最大阻碍。所以我们就要求在运营次数频繁的铁路线上修建立交桥，本次设计的框构桥作为上能铁路，下能公路的的立交形式具有明显的优势。 哈大客运专线泉水河框构设计为双孔10.7m有立交要求的铁路中桥，在铁路中小桥梁中具有代表意义。本毕业设计从铁三院提供的地质资料和铁路的纵断面出发，按照泉水河工点的实际情况，依据相应的设计规范，依次完成了桥梁尺寸的拟定、桥上荷载的计算、主体结构配筋、地基处理、挡土墙的设计以及工程量的计算并绘制出了施工图。 关键词：交通城市发展立交城市化双孔框构桥 Abstract China's central and local to the current process of urbanization as an economic development strategy as an important step, and gradually establish the "big cities and big cities as the core, the center hub cities, small towns, based on the coordinated development of urban and rural areas of urban system." Traffic is the city and economic development. To achieve the objectives of urban development, to keep the city economy and the momentum of rapid urban development into a new stage of urbanization, modernization of the city, we must first establish an efficient, modern urban road traffic system to support the city's available sustainable development With the development of urbanization, roads and railway level crossing of urban traffic bottlenecks. This requires the number of frequent operations to build the railway line overpass, the next frame bridge as a railway on the interchange format has obvious advantages. Passenger loyalty to House Mid Frame 10.7m for the two holes in a interchange requirements of the railway bridge, the railway bridge has a small representative of significance. The graduation project from the Ministry of Railway Survey and Design Institute provided the third geological data and rail longitudinal starting point according to loyalty to the actual situation of floor work, according to the corresponding design specifications, followed by the completion of the bridge size of the formulation, the calculation of bridge loads , the main structure of reinforced concrete, foundation treatment, retaining wall design and calculation of quantities and draw the construction plans. Key words: City Transportation Developing Urbanization Frame Bridge Load Internal force 1 绪论 课题研究意义 桥梁是铁路或公路跨越河流，山谷及其它障碍物的建筑物。桥梁的建成使道路保持畅通，为我国国民经济建设发挥了巨大的作用。钢筋混凝土桥具有可塑性强，省钢，耐久性好，维修费用少，噪音少，美观等特点。而简支梁在我国桥梁建设中也应用的非常广泛，因为其具有不受地基条件限制，适用于跨度不大（一般跨径<60m）。制作，施工方便等优点，所以本铁路预应力混凝土简支梁桥的设计意义很大，同时也可作为我们桥梁专业学生大学毕业前的一次综合考察。 本设计顺序依次为主梁尺寸的拟定及验算，桥台的设计验算，桥墩的设计验算，最后是桩基的设计验算，整篇设计符合桥梁设计的规范，设计过程中，通过查阅一些桥梁设计的资料，使设计更加合理。 预应力混凝土简支梁桥，由于构造简单，预制和安装方便，采用高强钢材，具有很好的抗裂性和耐久性，梁体自重轻，跨越能力大，有利于运输和架设，在现代桥梁中起到越来越重要的作用。目前我国已建成最大跨径为60m的简支梁桥，而且简支梁应用的很广泛。 2 主梁设计 设计依据及设计资料： (1) 设计题目：铁路预应力混凝土简支梁桥设计 (2) 计算跨度：2242m 16?+?m (3) 线路情况：单线，平坡，梁位于直线上，Ⅰ级铁路 (4) 设计活载：某专用线上铁水罐车专用荷载 (5) 设计依据：《铁路桥规》 (6) 材料：24φ5mm 钢绞线 ,断面面积2g 4.717cm A =,公称抗拉直径 g y 1500MPa R ＝； 考虑到钢丝在钢绞强度有所降低，故抗拉极限i y 0915001350MPa R .=?= (7) 混凝土强度等级：450 (8) 抗压极限强度a 31.5MPa R = (9) 抗拉极限强度l 2.8MPa R = (10) 受压弹性模量4 h 3.410MPa E =? (11) 钢绞线与混凝土的弹性模量比g h 5.89E n E = = 结构尺寸的选定 截面形式采用工字形，梁体结构及截面尺寸按《桥规》采用标准梁， 跨度m 24p =L ，梁全长m 6.24=L 高度：轨底到梁底260cm 轨底到墩台顶300cm 梁高210cm 每孔梁分成两片，架设后利用两片梁之间的横隔板连接成孔。 每片梁自重G = 1567.6783.8kN 2= 783.6 632.66kN/m 24 G q l ==== 各截面内力计算结果 课程设计课程名称：基础工程 设计题目：某铁路桥梁桥墩基础设计 院系：土木工程系 专业：检测1班 学号： 姓名： 指导教师： 西南交通大学峨眉校区 2013年11月15 日 课程设计任务书 专业检测一班姓名学号20117565 开题日期：年月日完成日期：年月日 题目某铁路桥梁3号桥墩基础设计 一、设计的目的 地基基础设计的目的是根据上部结构的使用功能和结构形式在确定的场地条件下选择适宜的低级基础方案并确定其技术细节，使设计的地基基础在预定的使用期限和规定的使用条件下能够安全正常地工作，在此基础上满足降低造价和保护环境的要求。 二、设计的内容及要求 检算相关内容，设计满足要求的刚性基础，绘制基础横断面、平面图。该课程设计主要按如下步骤进行： 1.收集相关的设计资料 2.初步确定地基基础的技术方案 3.地基基础的技术设计 4.绘制施工图，计算工程数量，编制工程概预算 三、指导教师评语 四、成绩 指导教师(签章) 年月日 设计计算说明书 第一章设计资料 1.1 工程概述 该桥梁是某Ⅰ级铁路干线的特大桥，路线为单线平坡，不考虑冲切荷载等。该地区地震强度较低，不考虑地震设防问题。 桥梁及桥墩部分的设计已经完成，桥跨由8孔32m预应力钢筋混凝土梁，1孔48m下承式钢桁梁和8孔32m预应力筋混凝土梁组成。 3号桥墩的已知设计资料如下图： 1.2工程地质与水文地质 土工试验成果表 土层编号及名称地 质 年 代 比重 Ｇs 重度 γ (kN/ m) 含水 量Ｗ (%) 液限 Ｗl (%) 塑限 Ｗp (%) θ c (kPa) 渗透系 数Κ (cm/s) 压缩 系数 a /MPa6 ①软粘土Ｑ4 2.72 14.9 91.5 85.0 55.0 6°17′10.1 2.8E-8 0.494 ②砂粘土Ｑ4 2.69 18.8 34.5 43.0 28.0 12° 05′ 19.4 3.4E-7 0.112 ③粗砂中密Ｑ5 2.60 19.5 26.2 24° 32′ 2.7E-1 0.011 ④强风化 砂岩 K 饱和单轴抗压强度R=2.4MPa ⑤中风化 砂岩 K 饱和单轴抗压强度R=6.7MPa 1.3设计荷载 各桥墩作用于设计低水位处的设计荷载（高程22.00m处） 墩位号两孔满载（低水位）一孔重载（低水位）一孔轻载（高水位）一孔轻载（低水位）N H M N H M N H M N H M 1-6 8858.2 406.7 2720.1 7956.4 406.7 3160.1 6130.4 402.7 3039.8 7334.6 406.7 3055.7 7、10 8920.2 409.5 2739.1 8812.1 409.5 3786.4 6173.3 405.5 3061.1 7385.9 409.5 43077.1 8-9 13355.0 613.2 4100.9 11995.4 613.2 4764.3 9242.5 607.1 4582.9 11058.0 613.2 606.9 11-17 8858.2 406.7 2720.1 7956.4 406.7 3160.1 6130.4 402.7 3039.8 7334.6 406.7 3055.7 注：1.桥梁位于直线平坡地区，故只考虑纵向荷载组合。 2.竖向力N和水平力H的单位为KN,力矩M的单位为KN-m，H和M的符号相同 表示两者对基础的转动效果相同。 铁路桥梁的类型 桥梁种类众多，按用途分，有铁路桥、公路桥、公铁两用桥，人行桥、运水桥（渡槽）及其他专用桥梁等。在铁路桥梁中，如果按跨越障碍来区分，有跨河桥、跨谷桥、跨线桥（又称立交桥），高架桥等。按采用材料来区分，有钢桥、钢筋混凝土桥、预应力混凝土桥、圬工桥（包括砖桥、石桥、混凝土桥）等。按桥面在桥跨结构中的不同位置来区分，有上承式桥、下承式桥和中承式桥。上承式桥，它的桥面布置在桥跨结构的顶面，也就是桥跨结构的上部承受荷载；下承式桥由桥跨结构的下部来承受荷载；而中承式桥，自然是由桥跨结构的中部来承受荷载，主要用于拱式桥跨结构。 一般而言，我们都习惯按受力特点来区分桥梁，比如梁式桥、拱式桥、悬索桥、斜拉桥、刚构桥和组合体系桥等。 铁路桥梁采用最多的是梁式桥。它是一种使用最广泛的桥梁型式，可细分为简支梁桥、连续梁桥和悬臂梁桥。所谓简支梁是指梁的两端分别为铰支（固定）端与活动端的单跨梁式桥。连续梁桥是指桥跨结构连续跨越两个以上桥孔的梁式桥。在桥墩上连续，在桥孔内中断，线路在桥孔内过渡到另一根梁上的称为悬臂梁，采用这种梁的桥称为悬臂梁桥。梁式桥的梁身可以做成实腹的，也可做为空腹的，空腹的称为桁梁。桁梁也叫桁架。桁架的类型五花八门，有三角形、双斜杆形、菱格形、米字形、多腹杆密格形、K形、W形、空腹形等。 拱式桥由拱上建筑、拱圈和墩台组成。在竖直荷载作用下，作为承重结构的拱肋主要承受压力，拱桥的支座既要承受竖向力，又要承受水平力，因此拱式桥对基础与地基的要求比梁式桥要高。拱式桥按桥面位置可分为上承式拱桥、中承式拱桥和下承式拱桥。 悬索桥，是桥面支承在悬索（也称大缆）上的桥，又称吊桥。它是以悬索跨过塔顶的鞍形支座锚固在两岸的锚锭中，作为主要承重结构。在缆索上悬挂吊杆，桥面悬挂在吊杆上。由于这种桥可充分利用悬索钢缆的高抗拉强度，具有用料省、自重轻的特点，是现在各种体系桥梁中能达到最大跨度的一种桥型。 斜拉桥是将梁用若干根斜拉索拉在塔柱上的桥。它由梁、斜拉索和塔柱三部分组成。斜拉桥是—种自锚式体系，斜拉索的水平力由梁承受、梁除支承在墩台上外，还支承在由塔柱引出的斜拉索上。 浅析铁路曲线桥墩台中心坐标计算 ————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期： 浅析铁路曲线桥墩台中心坐标计算 （中交 广东 广州） 摘 要：结合在建的某铁路设计资料，采用坐标计算法计算铁路曲线桥梁工作线偏角，并推算出桥梁墩台中心坐标，全过程采用VB 语言程序结合Excel 电子表格自动计算。 关键词：曲线桥梁工作线；偏距E 值；交点距L ；桥梁偏角α；桥梁偏角坐标计算法 Abstract ： Key words ： 1引言 高速铁路采用的桥梁部份所占比例较大，需要计算的曲线桥梁墩台坐标计算工作量繁重。与直线桥相比，曲线桥墩台坐标的计算要复杂的多，涉及的内容也较多，如何能快速准确计算出曲线桥梁墩台坐标对测量内业计算至关重要。传统的采用前后视偏角计算法计算桥梁偏角，F B A δδα+=，δB 前视偏角，δB 后视偏角，由于梁体在线路上的位置不同，δB 、δF 的计算方法也不一样，不同情形下桥梁线路偏角的计算公式也不同，计算起来繁琐。 本文结合在建的某铁路，谈谈自已采用坐标计算法计算桥梁偏角，推算曲线桥梁墩台坐标的一些快速计算方法及编程实现。 2 基本原理 2-1． 梁和桥台在曲线上的布置形式 桥梁位于曲线上，线路中线为具有一定半径的圆曲线或缓和曲线，而预制梁的中线为直线，这就要求梁中线必须随着线路中线的弯曲形成与线路曲线基本相符的连续折线，如图2-1-1所示。这条连续折线称为曲线桥梁的工作线，其顶点为相邻两梁中线的交点，相邻两交点之间的水平距离，称为交点距，亦称墩中心距或跨距，以L 表示。 在曲线桥上，桥梁工作线为折线，线路中线为曲线，两者并不重合，列车通过时，桥梁必然承受偏心荷载。为了使桥梁承受较小的偏心荷载，桥梁设计中，每孔梁中心线的两个端点并不位于线路中心线上，而必须将梁的中线向曲线外侧移动一段距离。根据跨长及曲线半径，梁中线向曲线外侧所移动的距离，可以等于以梁长为弦线的中矢值，此布置方式称为切线布置，如图2-1-2（a ）所示；也可以等于该中矢值的一半，称为平分中矢布置，如图2-1-2（b ）所示。两种布置形式比较，平分中矢布置较为有利，铁路曲线桥基本上都采用这种布 图2-1-1 桥墩的类型 桥墩分重力式桥墩和轻型桥墩两大类，也有一说为以下三种分类，实体式桥墩、空心式桥墩、桩或柱式桥墩。 1.重力式 一般为采用混凝土或石砌的实体结构。墩身上设墩帽，下接基础。 它的特点是充分利用圬工材料的抗压性能，借自身的较大截面尺寸和重量承受竖直方向和水平方向的外力，具有坚固耐久，施工简易，取材方便，节约钢材等优点。缺点是圬工量大，外形粗大笨重，减少桥下有效孔径，增大地基负荷;当桥墩较高，地基承载力较低时尤为不利。重力式桥墩多采用简单的流线型截面形状，如圆端墩、尖端墩、圆角形墩等，以便桥下水流顺畅地绕过桥墩，减少阻水及墩旁冲刷。 当水流方向变化不定或与桥梁斜交时，宜采用圆形墩。对受流冰影响的桥墩，应在上游端设破冰棱。非城市的旱桥及不受水流影响的桥墩，则宜采用便于施工的矩形截面。 2.轻型 针对重力式桥墩的缺点而出现的桥墩,具有外形轻盈美观，圬工量少，可减轻地基负荷，节省基础工程，便于用拼装结构或用滑升模板施工，有利于加速施工进度，提高劳动生产率等优点。实现轻型桥墩的主要途径为:改用强度较高的材料，改变桥墩的结构形式和桥墩受力情况。①空心桥墩。外形似重力式桥墩，但它是中空的薄壁墩。 可采用钢筋混凝土现浇或为预应力混凝土拼装结构，较适用于高桥墩。 中国襄渝线(襄樊-重庆)紫阳汉水桥,3号墩高70.5米(基顶以上)， 壁厚60厘米，是中国目前最高的铁路桥墩。联邦德国修建的奥地利欧罗巴桥墩高146米,壁厚仅35~55厘米。②构架式桥墩。以桁架、刚架为主体的轻型桥墩。如铁路桥采用的钢塔架墩(图b),常与明桥面钢梁配合使用,有全桥轻巧，对地基要求低,墩高适应范围大的特点。 基础工程课程设计二 一、设计题目 本课程设计的题目是“铁路桥墩桩基础设计” 二、设计目的 通过本次课程设计应全面掌握铁路墩台桩基础设计内容与步骤及主要验算内容与方法，了解现行《铁路桥涵地基和基础设计规范》（TB 10002.5-2005）的有关规定，并初步具备独立进行桩基础设计的能力。三、设计资料 （一）线路及桥梁 1、线路：双线、直线、坡度4‰、线距5m，双块式2无石渣轨道 及双侧1.7m人行道，其重量为44.4kN/m。 2、桥跨：等跨L=31.1m无渣桥面单箱单室预应力混凝土梁，梁全长 32.6m，梁端缝0.1m。梁高3m，梁宽13.4m，每孔梁重8530kN， 简支箱梁支座中心距梁端距离0.75m，同一桥墩相邻梁支座间距 1.6m。轨底至梁底高度为 3.7m，采用盆式橡胶支座，支座高 0.173m，梁底至支座铰中心0.09。 3、建筑材料：支撑垫石、顶帽、托盘采用C40钢筋混凝土，墩身采 用C30混凝土，桩身采用C25混凝土。 （二）地质资料 墩柱下地层情况及主要物理力学指标如下： 地层号岩层名称标高() m 厚度 ()m 基本 承载力 （kPa） 容重 （kN/m3） 内摩擦 角 （°） 1-1 耕地 36.79～36.29 0.5 60 18 10 1-2 粉砂（中密） 36.29～23.31 12.98 200 19.5 18 1-3 粗砂（中密） 23.31～ 未揭穿 400 20.5 22 地下水位高程为-50m 。 地层分布情况见图1 23.31 粉 砂 粗 砂 比例 1：1000 图1 地质横断面示意图 （三）荷载资料 该墩柱与承台布置详见图2。 铁路桥梁基础知识 第一章 桥 梁 第一节 基本知识 一、概述 桥梁是跨越河流、山 谷、线路及各种障碍物的架空结构，按照不同的分类方法，桥梁可分为很多种类：按照桥梁长度分有特大桥、大桥、中桥、小桥；按使用材料分主要有木桥、钢桥、圬工桥、石桥、混合桥、结合梁桥；按梁跨结构分主要有梁桥、拱桥、斜拉桥、悬索桥；按按桥面位置分有上承式桥、下承式桥、中承式桥。 桥梁由上部的梁或（和）拱、支座、墩（台）、基础组成。也有把桥梁分为上部结构和下部结构两部分。上部结构：包括梁或（和）拱、桥面、支座等跨越桥孔的结构。下部结构：包括桥墩、桥台及下面的基础。桥梁附属建筑物：包括护锥、护坡、护底、护岸等防护建筑物；有时还需修建导流堤、拦沙坝等调节河流建筑物。 桥梁的特点：造价高，构造复杂，技术性强，一旦遭受损坏加固或修复比较困难。 二、高速铁路桥梁基本知识 高速铁路桥梁的总体要求是简洁、耐久、美观，便于施工和养护维修，具有较大的竖向、横向、纵向和抗扭刚度，小的工后沉降，具有良好的高速行车动力性能，并满足限界、通航、立交净空、渡洪、抗震要求。 高速铁路桥梁设计使用年限规定为100年，设计洪水频率百年一遇。设计活载采用ZK活载。对高速铁路桥梁首次提出在预定作用和预定的维修和使用条件下，主要承力结 钢桁拱桥 钢桁梁斜拉桥 预应力混凝土连续钢构—钢管拱组合桥 预应力混凝土连续刚构桥 预应力混凝土连续梁—钢管拱组合桥 预应力混凝土连续梁 钢箱梁系杆拱 钢箱叠合拱桥 预应力混凝土简支梁桥 预应力混凝土简支梁桥和桥上CRTSⅡ型板式轨道基本组成 第二节 高速铁路桥涵技术特点 1.墩台基础以桩基础为主 为确保高速铁路正常行车和减少维修量，墩台大量采用桩基础，以严格控制墩台基础工后沉降。常用跨度简支梁，根据墩高及地质条件采用直径1.0m或1.25m桩基础；大跨度连续梁及其它特殊形式的采用直径1.5~3.4m桩基础。 2.一字型桥台 高速铁路的设计活载ZK活载较中—活载小很多，在结构受力上，桥台力学指标不控制桥台设计，无需采用大体积重力式桥台，而大量采用一字型桥台，一字型桥台较好地适用于台后路基填土高度10m以下桥梁。 双线一字型桥台（单位：cm） 双线铁路预应力混凝土连续梁桥（60m+100m+60m）上部结构设计 98p.d o c 西南交通大学 本科毕业设计 双线铁路预应力混凝土连续梁桥 上部结构设计 （60m+100m+60m） 年级:×级 学号:× 姓名:× 专业:建筑材料与应用 指导老师:× 2009年6 月 院系土木工程系专业建筑材料与应用 年级 2005级姓名× 题目双线铁路预应力混凝土连续梁桥上部结构设计（60m+100m+60m） 指导教师 评语 指导教师 (签章) 评阅人 评语 评阅人 (签章) 成绩 答辩委员会主任 (签章) 年月日 毕业设计任务书 班级工程材料学生姓名×学号× 发题日期：年月日完成日期：年月日 题目双线铁路预应力混凝土连续梁桥上部结构设计（60m+100m+60m） 1、本设计的目的、意义学生在进行毕业设计之前，已对公共基础课程、专业基础 课程及专业课程进行了有序的分阶段的学习，对工程结构已经建立起了从设计原理到设计方法及施工方法的基本知识结构，但还缺少综合地系统地运用这些知识来解决实际问题的锻炼机会。本设计是铁路预应力混凝土连续梁结构为背景，让学生在老师的指导下系统地完成结构设计、结构计算与检算的全过程。通过本设计可巩固学生对材料力学、结构力学、混凝土结构设计原理、桥梁工程等知识的掌握，提高学生分析和解决问题的能力；同时可让学生对桥梁工程的认识更加清晰、全面；还可通过对有限元软件、绘图软件及办公自动化软件的大量使用培养学生的计算机运用能力。 2、学生应完成的任务: 一、设计说明书的编制： 1、设计概述； 2、桥梁结构尺寸拟定 3、内力计算与截面配筋设计； 4、结构承载能力检算； 5、设计总结。 二、工程图纸的绘制： 1、桥梁立面布置图 2、梁体节段划分图 下穿铁路工程中桩板结构的设计和应用 【摘要】铁路工程下穿客运专线，采用桩板结构通过下穿区域，防止新建铁路荷载对既有铁路桥墩造成影响。桩板结构形式灵活，结果计算复杂，介绍和探讨桩板结构的设计和计算方法，为桩板结构提供了设计参考和实践经验。 1、工程概况 某新建国铁I级单线以浅挖路堑下穿既有秦沈客运铁路专线的桥梁工程，既有桥梁为明挖基础，埋深较浅。新建铁路距既有铁路桥梁基础较近，中心线距既有铁路基础2.17m。为防止新建铁路荷载对既有铁路桥墩造成影响，本处设置桩板结构通过下穿区域，并沿线路纵向在桩板结构两侧设置素混凝土过渡段，减少不均匀沉降。 2、桩板结构的设计 2.1结构选型 桩板结构是一种较为灵活的结构，分为桩基与承台板直接刚性连接的独立墩柱式；桩基与托梁刚性连接，托梁连接横向桩基，其上再与承台板相连，承台板与托梁固接或铰接的托梁式桩板结构；还有独立墩柱式和托梁式组合的复合式桩板结构。 本工程顶部为既有桥梁工程，净空受限，宜将道碴和轨道结构直接作用于承台板上，沿线路纵向单排布置桩基，四跨一联，中间跨桩与承台板间不设托梁，直接刚性连接，两端边跨端部设置托梁，桩与托梁刚性连接，板与托梁搭接，采用复合式桩板结构。标准承载板长18m，厚1.0m，宽3.9m，桩纵向跨距4.5m， 承载板底采用钢筋混凝土灌注桩。每联布置5根C40钢筋混凝土钻孔桩，桩径1.25m。根据地质情况，桩基嵌入基底强风化岩层中。 2.2结构计算 2.2.1设计荷载 作用在桩板结构上的荷载分为恒载、活载、附加力和特殊力。恒载主要为结构构件及轨道结构自重、混凝土收缩及徐变影响。本工程承载板埋深浅，需要考虑列车活载作用较多，如列车竖向静活载、列车竖向动力作用、横向摇摆力、离心力。作用在结构上的附加力主要为制动力和牵引力。结构在实际使用过程中，各种荷载并非同时作用于结构上，应按荷载可能出现的最不利组合情况进行计算。荷载计算参考《铁路桥涵设计基本规范》进行计算。 2.2.2计算方法 桩板结构为超静定结构，结构形式较为复杂，计算时以下假设为基础：（1）结构各构件本身轴力方向为刚体，忽略构件轴向变形以及剪切变形对内力的影响。（2）列车活载重复作用下时，承台板与板底土体完全脱离，不考虑土体对承台板的支撑作用。（3）土体为地基系数随深度增长的弹性变形介质。 计算过程中，将桩板结构简化为平面桁架结构，将桩板结构的纵横向分开考虑，承台板当做梁考虑，不考虑扭矩影响。采用地基系数法来考虑桩土相互作用。本工程利用Midas Civil建立桩板结构模型进行有限元分析计算，结构模型如图3：由Midas Civil模拟结果见表1： ------------------------- 设计说明 一、概述 为满足改建铁路胶济客运专线建设的需要，编制本设计图。 二、设计依据 （一）《新建时速200公里客货共线铁路设计暂行规定》 铁建设函［2005］285号。 （二）《铁路桥涵设计基本规范》 TB1002.1-2005。 （三）《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》 TB1002.3-2005。 （四）《铁路桥涵混凝土和砌体结构设计规范》TB10002.4-2005。 （五）《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》铁建设（2005）157号。 （六）《铁路线路设计规范》（报批稿）。 （七）《铁路工程抗震设计规范》 GBJ111（报批稿）。 （八）《铁路架桥机架梁规程》 TB10213—99。 （九） 铁道部工程设计鉴定中心《改建铁路胶济客运专线工程初步设计审查意见》。 三、适用范围 （一） 设计速度：客车200km/h,货车120 km/h 。 （二） 线路情况：客货共线，双线正线（标准线间距4.4m ），曲线（曲线半径R=2200m ）。 （三） 轨底至梁顶高度：0.7m 。 （四） 施工方法：挂篮悬臂灌筑施工。 （五） 地震烈度：基本地震烈度6度。 （六） 桥式：本桥桥跨布置为75+120+75m 预应力混凝土连续梁，全长271.7m （含两侧梁端至边支座中心各0.85m ）。 四、设计原则及技术参数 （一）设计荷载 1. 恒载 （1）结构自重：按《铁路桥涵设计基本规范》（TB1002.1-2005）采用，梁体γ取26.5kN/m 3。 （2）二期恒载：双线桥面二期恒载（包括钢轨、扣件、垫板、枕木、道碴、防水层、保护层、电缆槽、挡碴墙、人行道栏杆、接触网支架、人行道板等）按有碴桥面考虑，二期恒载q ＝198kN/m 。 （3）混凝土收缩、徐变影响：根据《铁路桥涵设计基本规范》（TB1002.1-2005）进行计算， 环境条件按野外一般条件计算，相对湿度取70%。 根据老化理论计算混凝土的收缩徐变，系数如下： 徐变系数终极极值：2.0（混凝土龄期6天）。 徐变增长速率：0.0055。 收缩速度系数：0.00625。 收缩终极系数：0.00016。 （4）基础沉降：相邻墩台沉降差按25mm 考虑，且荷载组合时按最不利情况进行组合。 2. 活载 （1）设计列车荷载： 中－活载；设计加载时，标准活载计算图式可任意截取。 （2）列车活载的动力系数应按下列公式计算 ? ?? ??++=+L 30611αμ 式中α＝4（1－h ）≤2。其中，h 为轨底到梁顶道碴厚度；L 为桥梁跨度，以米计。 （3）曲线桥列车静活载产生的离心力：水平向外作用于轨顶以上2.0m 处。离心力的大小等于 中－活载乘以离心力率C 。C 按下式计算： 1. 编制依据 （1）铁道第四勘察集团桥梁施工图； （2）铁路桥涵工程施工安全技术规程（TB10303-2009）； （3）铁路路基工程施工安全技术规程（TB10302-2009）； (4) 国家、铁道部现行施工规、规程、质量检验标准及验收（技术指南）规等； （5）国家、铁道部、省有关安全、环境保护、水土保持等方面的法律、法规、条例、规定。 2. 工程概述 新建至铁路工程QNZJZQ-1标二分部，我分部管段地处省市衢江区境，施工线路总长9.3km，其中桥梁6座，合计1.87Km。桥梁基础采用桩基础，桩基础施工完毕进行承台开挖施工，承台基坑开挖深度2-6m，属深基坑开挖，需进行边坡防护。 3.地质条件 根据桥梁总布置图，承台基坑围表层覆盖主要第四系全新粉质黏土，表层下覆盖含砾粉质黏土，下伏泥质粉砂岩描述如下： 1、粉质粘土层：灰黄色，灰褐色，软塑，成分以黏粒、粉粒含少量砂砾，包含物多为地表植物腐蚀根须，此层厚度在0.5—1之间，分布普遍。 2、砾粉质黏土层：灰黄色，灰褐色，硬塑，，成分为粉粒、粘粒为主，含砂砾、；砾石及角砾，此层厚度在0.8—2之间，此层分布广泛厚度均匀。 3、泥质粉砂岩：灰色、灰黑色局部含少量砾石，，埋深一般2.0—6m之间，分布普遍，此层较稳定。 4.基坑支护设计 针对本工程的特点，大桥0.5—2地下水丰富。墩台开挖深度一般在4—6m，红线用地宽度13，基坑开挖足以放坡开挖，现场采用1：0.7坡度开挖，局部特殊地段边坡在基坑一半的位置设置平台，保证边坡的稳定性。边坡部位见基坑剖面图。 基坑排水采取基坑设置集水井进行抽排，集水井设置在结构物外侧，由潜水泵排至河道。具体情况见下图所示 2007年1月 第1期(总100) 铁 道 工 程 学 报J O U R N A LO FR A I L WA YE N G I N E E R I N GS O C I E T Y J a n 2007 N O .1(S e r .100) 收稿日期:2007-01-17 作者简介:高宗余,1964年出生,教授级高级工程师。1985年西南交通大学铁道桥梁专业毕业,现为中铁大桥勘测 设计院有限公司总工程师,湖北省人大常委,詹天佑铁道科学技术奖成就奖获得者,享受国务院政府特殊津贴专家,中国土木工程学会桥梁和结构工程分会常务理事,长期从事桥梁设计工作。 作为技术负责人,负责了武汉天兴洲公铁两用长江大桥、上海东海大桥、杭州湾大桥、福州市青洲闽江大桥、重庆奉节长江大桥等多座大桥的设计,其中多座大桥已经建成或正在施工之中。在大跨铁路桥、跨海大桥、斜拉桥、桥梁结构设计理论方面有较深的研究。 文章编号:1006-2106(2007)01-0055-05 中国铁路桥梁技术发展与展望 高宗余 方秦汉 卫 军 (中铁大桥勘测设计院, 武汉430050) 摘要:研究目的:和公路桥梁相对而言,铁路桥梁荷载大,冲击力大,要求能抵抗自然灾害的标准高,特别是结构要求有一定的竖向横向刚度和动力性能。本文以大量事实论述了100多年来中国铁路建桥技术取得的举世瞩目的进步。 研究结论:中国铁路桥梁研究制造出高强度耐久的新材料,设计出先进合理的桥式结构,拥有科学先进的制造和施工工艺设备。中国桥梁的设计和施工已经达到了世界先进水平。新世纪还需进一步开展多项科技研究。 关键词:铁路桥梁;技术成就;桥梁科技中图分类号:U 44 文献标识码:A D e v e l o p m e n t a n dP r o s p e c t s f o r T e c h n o l o g y o f R a i l w a y B r i d g e i n C h i n a G A OZ o n g -y u ,F A N GQ i n -h a n ,WE I J u n (S u r v e y a n d D e s i g n I n s t i t u t e ,C h i n a Z h o n g t i e M a j o r B r i d g e E n g i n e e r i n g G r o u p ,Wu h a n ,H u b e i 430050,C h i n a )A b s t r a c t :R e s e a r c hp u r p o s e s :C o m p a r e dw i t hh i g h w a y b r i d g e ,r a i l w a y b r i d g eb e a r s l a r g e r l o a da n dl a r g e r f o r c eo f i m p a c t ,s o i t r e q u i r e s h i g h e r s t a n d a r d f o r r e s i s t a n c e t o n a t u r a l d i s a s t e r ,e s p e c i a l l y i t r e q u i r e s c e r t a i n v e r t i c a l a n d l a t e r a l r i g i d i t y t o i t s s t r u c t u r e .T h e g r e a t a c h i e v e m e n t s m a d e i n t e c h n o l o g y f o r c o n s t r u c t i o n o f r a i l w a y b r i d g e i n C h i n a o v e r 100y e a r s a r e e x p r e s s e d . R e s e a r c hc o n c l u s i o n s :C h i n ah a s r e s e a r c h e da n dm a n u f a c t u r e dn e w d u r a b l em a t e r i a l s f o r r a i l w a yb r i d g e ,d e s i g n e d a d v a n c e d a n d r e a s o n a b l e s t r u c t u r e s o f r a i l w a y b r i d g e ,a n d h a s a d v a n c e d m a n u f a c t u r i n g a n d c o n s t r u c t i o n t e c h n i q u e s a n d e q u i p m e n t s .H o w e v e r ,i t i s n e c e s s a r y f o r C h i n a t o m a k e f u r t h e r s c i e n t i f i c a n d t e c h n i c a l r e s e a r c h o n s o m e f i e l d s o f i t .K e y w o r d s :r a i l w a y b r i d g e ;t e c h n i c a l a c h i e v e m e n t s ;s c i e n c e a n d t e c h n o l o g y f o r b r i d g e 1 解放前我国铁路桥梁技术 铁路桥梁是伴随着铁路的兴建而诞生的。从鸦片 战争到解放前夕近100年的时间,我国在漫长的封建社会的桎梏下,致使桥梁建筑技术同其他科学技术一 样,进展缓慢。1876年(清光绪二年),英商怡和洋行某铁路桥梁桥墩基础设计
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