跨越式发展中的铁路桥涵设计规范——兼谈《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》(TB10002.3-2005)主要修订内容.pdf
桥!梁收稿日期:!#$!%作者简介:王振华(&%&),男,高级工程师,&$%年毕业于同济大学桥梁工程专业。跨越式发展中的铁路桥涵设计规范 兼谈 铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范(()&!*%!$)主要修订内容王振华,刘建瑞(中铁工程设计咨询集团有限公司,北京+&!)摘!要:回顾我国铁路桥涵设计规范的演变过程,并着重介绍!$版 铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范(()&!*%!$)的主要修改内容。重点是进行耐久性设计,提高混凝土梁的使用年限,以满足日益增长的铁路运输要求。关键词:铁路桥梁;混凝土结构;设计规范;修订中图分类号:,-!*$.&+文献标识码:/文章编号:&-!$-(!#)0%&1!我国铁路桥涵设计规范的演变铁路桥涵设计规范是桥梁设计的重要规范之一,半个世纪以来该规范发生了很大变化,其变化历程简要回顾如下。建国以后,铁道部就着手铁路桥涵设计规范的制订,&$年#月&日铁道部以央设字第!号令颁发了 铁路桥涵设计规程 初稿。&$&年&!月&1 日铁道部以铁设桥($&)字第&1 号令公布了 铁路桥涵设计规程,同时,&$年的初稿版本随即作废。&$0 年,铁道部以铁基总技武($0)字第-!号令公布了 铁路桥涵设计规范,铁设桥($&)字第&1 号令公布的 铁路桥涵设计规程 和铁办设($1)字第!#号令公布的 铁路桥涵设计规范 第三章钢铁结构作废。建国前我国没有生产过铁路预应力混凝土梁,&$年、&$&年及&$0 年版的规范都没有预应力混凝土结构设计部分。&$#年开始试制&!2 后张法预应力混凝土梁,&$0 年设计“大&%0”图时,依据的是前苏联的标准图及有关书籍,并就着手编制相应规范。&#&年&月!日铁道部以铁基技武(#&)字第!1-!号令公布 预应力钢筋混凝土铁路桥梁结构设计暂行规范。该设计规范系参考国内外预应力钢筋混凝土结构设计规范及技术资料,并根据几年来国内对预应力钢筋混凝土桥梁结构研究及制造经验而编制的。从&$年到&$0 年的两代规范相隔 0 年;由于政治形势关系,从&$0 年到&1$年两代规范相隔&1 年。&1-年铁道部以(&1-)交铁基字第!#号公布的 铁路工程技术规范 第二篇 桥涵(简称 1$桥规),共&!章、!1 个 附 录(属 桥 梁 的 有 二 十 三 个附录)。该规范主要是吸收了英美等国规范及技术资料的内容,结合我国自己的经验教训制订的。特别是吸取了预应力混凝土梁由于下翼缘压应力太大,易产生纵向水平裂缝的教训,压低了压应力的允许值。&年以后,根据部分试验资料,比如温度应力、板式橡胶支座以及钢筋混凝土梁裂缝试验资料,对 1$桥规 进行了修改。&0$年 0 月!1 日铁道部以(0$)铁基字!$号文件发布了 铁路桥涵设计规范(简称 0$(桥规)。0$桥规 以后鉴于预应力混凝土梁的缺陷,诸如上拱度较大,下翼缘发生纵向水平裂缝等问题,兴起了部分预应力混凝土的高潮。&年$月#日铁道部以铁建函&!号文批准了 铁路部分预应力混凝土梁设计及验收规定(()3&)。该规定包括%章,-个附录。该规定是在广泛调查研究基础上,吸取了近几年来国内已建成的%座铁路桥梁共&0-孔部分预应力混凝土梁的试验及设计经验,并参照中国土木工程学会混凝土及预应力混凝土学会部分预应力混凝土委员会&0$年编写的 部分预应力混凝土结构设计建议 的主要内容,结合铁路梁的特点编制的。&0$年以后,钢材标准的变化比较大,预应力锚固体系发展比较快,因此,对 0$桥规 作了局部修改。&#年$月!0 日铁道部以铁建函&#!-号批准局部修订的条文,并命名为()3!#。主要修订内容如下。(&)国家标准 钢筋混凝土用钢筋(5)&-0-)修 订 为 钢 筋 混 凝 土 用 热 轧 光 圆 钢 筋(5)&%&%&)和 钢筋用热轧带肋钢筋(5)&-&)!取消了/$钢筋;#铁道标准设计!#$%&()*+!+,(#-*./0(1)万方数据桥!梁王振华,刘建瑞跨越式发展中的铁路桥涵设计规范!级钢筋的外形由圆形改为月牙形;#取消!#$%&而代之以较高质量的热轧带肋钢筋,并根据疲劳试验确定用#$%&代替!#$%&,并规定化学成分()$%*+应小于或等于#,-.。该规范作了相应修改,但考虑习惯并与/012#34 一致,$级钢筋仍用 56 表示。()根 据 243 7 2442 年 铁 科 院 对 近#根#$%&钢筋的母材及焊接接头的疲劳性能试验,确定了#$%&母材及焊接接头(含焊接后纵向打磨及不纵向打磨)的容许应力。(6)根据国内外对钢筋混凝土结构中锚固粘结问题的研究成果,修改了受拉构件中受拉钢筋的最小锚固长度;对受弯与偏心受压构件受拉钢筋的锚固长度作了补充。(8)取 消 了 钢 绞 线 正 式 使 用 前 应 进 行 预 拉 的规定。(-)增加了%级钢筋经冷拉可以用作先、后张预应力混凝土梁的主筋,并规定了冷拉工艺及容许应力。(+)由于“环销式锚头”已不用,故删去,增加了1$2-锚、9$锚及:;$锚的回缩量,增加了波纹管成孔的有关参数!及!值,对锚具的锚口摩阻值及喇叭口摩阻作了原则性规定。244 年铁道部以铁建函 244*?,适应行车速度的提高必须提高横向刚度,并根据历史经验,重点提出了提高混凝土梁耐久性的措施。由于 44 桥规 不能适应我国铁路跨越式发展的需要,根据铁道部建设管理司#6 年 3 月的要求进行复审修编。经过 年多的修改及审查,#-年+月 28 日铁道部以铁建设(#-)2#3 号文批准了#-版的 铁路桥涵 钢 筋 混 凝 土 和 预 应 力 混 凝 土 结 构 设 计 规 范(!02#,6#-)。!#$年版 铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范 主要修改内容!%&设计使用年限我国对铁路桥梁结构设计使用年限一直缺乏明确规 定,#-版 铁 路 桥 涵 设 计 基 本 规 范(!02#,2#-)首次正式提出了设计使用年限的概念,这是促进我国铁路桥梁结构耐久性设计很重要的一步。建国以来有人根据每天列车次数,按疲劳次数#万次计算,估计铁路桥梁可用-#年。243-年以来准备用可靠度设计铁路桥梁,根据国外规范,如英国0&-8#规定重现期按 2#年计以及我国东北地区混凝土桥梁已正常使用 3#7 3-年的事实,铁路桥梁拟定设计基准期为 2#年。244-年实施的 铁路工程结构可靠度设计统一标准(/0-#2+48)第 2,#,8 条规定“铁路工程结构可靠度设计应结合预期使用寿命规定适当的设计基准期,设计基准期宜为-#年或 2#年。与列车运行直接有关的工程结构设计基准期,可按列车通过总重确定”。设计基准期的定义为“在持久设计状况下,计算结构可靠度时,考虑各项基本变量与时间关系所取用的基准时间”。2446 年-月提出的“铁路桥跨结构设计规范”(初稿)第 2,#,-条提出铁路桥跨结构的设计基准期规定为 2#年这个规范后改为“铁路桥梁设计规范”(上册)(报批稿)(尚未批准)第 2,#,条规定“铁路桥涵结构设计基准期采用 2#年”。#-年 铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范,明确了“铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构按 2#年设计使用年限要求进行设计的规定”。设计使用年限的定义为:设计规定的结构或结构构件不需进行大修即可按其规定目的使用的时期。可见,设计使用年限与设计基准期有所不同。设计使用年限就是铁路桥梁在正常设计、正常使用和维护下所应达到的使用年限,如达不到这一年限,则意味着在设计、施工、使用和维护的某一环节上出现了非正常情况,应查找原因。所谓“正常维护包括必要的检测、防护及维修”。这与&:648 结构可靠性总原则 中提出的设计工作寿命以及我国第*?,但桥规规定的旅客列车最高列#铁道标准设计!#$%&()*+!+,(#-*./0(1)万方数据王振华,刘建瑞跨越式发展中的铁路桥涵设计规范桥!梁车速度为!#$%&,!()年提速以来,旅客列车的运行速度逐步提高至!#*!+#$%&,(桥规当时就是按旅客列车最高行车速度!+#$%&编制的,但考虑到提速!+#$%&时间不长,尚需总结经验,临时改为!,#$%&,经过多年运行考验及试验研究,已经具备了编制时速!+#$%铁路规范的经验,所以本规范定位为旅客列车最高行车速度!+#$%&。由于我国铁路都是客货共线,虽然线路规范对客车速度与货车速度的关系有所规定,但实际以往货车速度一般在,#*+#$%&,所以在桥梁规范里没有关于货车行车速度的规定。提速以来,发现部分桥梁通过转-.转向架的货车时,横向振幅超过检定规范的横向振幅要求,危及列车安全,不得不花巨资进行桥梁的加固。随着铁路跨越式发展的需要,旅客列车提速后,货物列车与旅客列车速度的差距将进一步加大,基于对铁路运输组织以及线路轨道结构曲线地段超高所决定的合理通过速度的考虑,提高货物列车的速度,缩小客货共线铁路上客、货列车运行速度的差距势在必行。目前,时速!#$%的提速货车已经设计制造成功,在郑局、遂渝线、胶新线都进行了试验,并取得了成功,所以货车最高行车速度规定为!#$%&。但由于转-.货车受构造速度的限制及对桥梁引起的不良反映,故本规范对转-.货车行车速度限定在小于或等于-#$%&。!#$跨度范围我国铁路桥梁钢筋混凝土简支梁已做到,%,预应力混凝土简支梁做到+/%,预应力连续梁桥主桥达到!#,%,所以本规范把“跨度等于或小于#%的钢筋混凝土结构和跨度小于或等于(+%的预应力混凝土结构”作为跨度范围。钢筋混凝土梁以前曾做过,%,但由于受梁重、梁高限制及预应力混凝土梁的出现,以后就没有继续发展,一直以#%为限,预应力混凝土连续刚构桥已做到!+-%,钢管混凝土拱桥跨度更大。所以大于!#%的预应力混凝土梁不是不能做,而是需要在结构细节、钢材以及施工工艺方面作精心选择,并不限制其发展。!%$混凝土桥梁的横向刚度!#年铁路提速的经验告诉我们,混凝土桥梁竖向刚度一般是足够的,但横向刚度有时不足,而这正是以往规范内容所缺乏的。本规范以前的规范对竖向刚度有明确的规定,但对横向刚度未作规定。铁路提速以来,特别是 0%及 001/%后张法预应力混凝土梁以及无横向连接的低高度钢筋混凝土梁及先(后)张预应力混凝土梁在转-.货车作用下,横向振幅超过检规要求,危及行车安全特别在混编或空载下尤其突出。虽然 23!#1 0(中第,1!1 0 条规定“梁截面尺寸和构造应保证梁体具有合理的横向刚度”,但没有具体措施。本规范的,1!1 0 条是吸取时速#$%新建铁路设计暂行规定的经验制定的,它是在“八五”、“九五”国家重点攻关专题 高速铁路线桥结构与技术条件(标准)的研究 和广深准高速铁路试验研究等成果基础上编制而成的。其第()条规定:“在列车横向摇摆力、离心力、风力和温度力的作用下,梁体的水平挠度应不大于梁体计算跨度的!&,#”,形成了本规范的第,1!1 0 条。因此,根据铁三院、同济大学、原铁专院和大桥设计院课题组的科研成果作出了有关规定。(!)为保证车辆以规定的速度安全地通过桥梁,铁路桥梁检定规范 提出预应力混凝土梁跨中横向振幅行车安全限值 !%45/6 为&(#(为跨度,%),这是对既有线桥梁(/6 的保证率下的限值,设计时也得满足此限值。()预应力混凝土梁适应不同车速条件下的桥跨结构横向自振频率列车速度横向自振频率#)+#$%&7,#-#)#$%&7/#-#)-#$%&7/-为跨度(%)。列入本规范时改成跨度,*,#%后张法预应力混凝土梁的横向自振频率宜大于/&8#1-。(0)在构造上增加了相应的规定,即第!1#1/条规定“桥梁上部结构应有足够的强度,竖向、横向刚度和抗扭刚度,采用 2 形梁时,必须对横隔板施加预应力将梁片连为整体,必要时桥面应连接”。!&$车桥耦合动力响应分析根据铁道部铁建设#0)+号文发布的 新建客货共线铁路设计暂行规定 的要求,增订了“重点桥梁及代表 性 桥 梁 应 进 行 车 桥 耦 合 动 力 响 应 分 析”的规定。本规范以前的设计都属静力设计,没有涉及动力问题,但随着行车速度的提高,列车运行的安全性、旅客乘坐的舒适性以及机车的平稳性等都提到议事日程上来,因此必须特别重视“车桥耦合动力响应分析”问题。所谓车桥耦合动力响应就是列车通过桥梁时将引起桥梁的振动,而桥梁的振动又反过来影响车辆的振动,这种相互作用、相互影响的问题就是车桥耦合振动问题。铁道标准设计!#$%&()*+!+,(#-*./0(1)万方数据桥!梁王振华,刘建瑞跨越式发展中的铁路桥涵设计规范根据提速以来既有线桥梁的实测数据,货车过桥时的桥梁横向振幅最大值明显大于客车过桥时的桥梁跨中横向振幅最大值。因此,进行车桥耦合动力响应综合分析的重点是货车过桥,尤其是混编货车(或空车)通过时对其安全性指标(脱轨系数、轮重竖向减载率及轮轨横向水平力)进行评判,对不能满足要求的桥梁应进行修改设计。修改设计的有效措施就是加大桥梁的竖向刚度、横向刚度及抗扭刚度,加强桥梁的整体性,提高桥梁的动力性能,也就是说桥梁进行车桥耦合动力响应结合分析的目的,是让桥梁的动力特性去适应机车或车辆的快速运行,使之能满足现行 铁道车辆动力学性能评定和试验鉴定规范(!#$)和现行 铁道机车动力学性能试验鉴定方法及评定标准(%&%()*)的有关要求。凡标准设计桥梁都要经过车桥耦合动力响应分析,对重点桥梁及代表性桥梁也进行车桥耦合动力响应分析,这些标准这里不加介绍。以往试验结果表明,既有线桥梁振幅超限与转+,货车的频率与桥梁的自振频率接近造成共振有关,能否要求转+,货车修改设计,以满足既有线桥梁的振动要求,这是值得研究的问题。据称,铁道部也正在进行这项工作。!混凝土的耐久性设计混凝土结构的耐久性,牵涉面很广,有钢筋的锈蚀问题、钢筋的冷脆、应力腐蚀和疲劳等问题,混凝土的冻融破坏问题,化学物质的侵蚀问题,碱骨料反应问题以及其他损伤问题,本规范仅考虑了铁路常见的碳化锈蚀问题、氯盐锈蚀问题、碱骨料反应问题。为解决这些问题,在材质、混凝土强度等级、结构细节等方面作了具体规定。!#$避免水的侵蚀大多数结构的耐久性问题都与水有关。在干燥环境中,即使保护层混凝土完全碳化,钢筋也不会锈蚀。解决水的问题的主要措施是减少水分与构件接触的构造措施和排水措施。比如:(-)本规范).#.-条规定“锚具与垫板接触处四周应采用防水涂料进行防水处理,对锚具应进行防锈处理,在封端及封锚范围内应采用防水涂料进行防水处理”。()).#.#条规定“桥面及梁端应加强防排水设施。泄水管直径不宜小于-#*/(以往为-*/),泄水管宜向下设置,梁外侧桥面板不宜设置通长的滴水槽。防水层与泄水管应密贴,防止在结合处漏水”。(()).#.)条规定“0 形螺栓宜采用渗锌或锌铬涂层 等 措 施 处 理,混 凝 土 外 露 预 埋 件 应 进 行 防 腐处理”。!#%减小混凝土的渗透性这主要在施工材料、工艺上解决,但提高混凝土强度等级是很重要的措施之一。本规范(.-.条把钢筋混凝土桥跨结构的混凝土强度等级不宜低于 1(*改为不得低于 1(*。预应力混凝土桥跨结构的混凝土强度等级不宜低于 12*改为不得低于 12*,增加钢筋混凝土墩台的混凝土强度等级不宜低于 1(*,其他钢筋混凝土结构混凝土强度等级不得低于 1#(原为 1*)。!#!混凝土结构耐久性设计在构造方面的主要措施是“增加钢筋的保护层厚度”33保护层厚度决定的原则为:(-)根据使用年限及环境作用等级确定混凝土保护层的最小厚度;()考虑施工负允差;(()保护钢筋耐火要求;(2)与混凝土骨料最大粒径相匹配;(#)对预应力混凝土结构与有无护套以及护套或孔道直径有关。原$桥规满足“与混凝土骨料最大粒径相匹配”的要求,但没有考虑使用年限及环境作用等级的要求,也没有考虑施工负允差。故本规范参考 新建时速*4/客货共线铁路设计暂行规定 适当增加了保护层厚度。比如#.(.原条文箍筋的保护层厚度不得小于-#/改为钢筋混凝土结构最外层钢筋的净保护层厚度不得小于(#/,对于顶板有防水层及保护层的最外层钢筋净保护层厚不得小于(*/并取消了“但板的高度小于(*/时,保护层厚度可减为*/”的规定。增加).#.-(条“距结构表面最近的箍筋等普通钢筋的净保护层厚度不得小于(#/”。“对于顶板有防水层及保护层的最外层钢筋其净保护层厚度不得小于(*/”。这些规定满足了铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定中碳化锈蚀环境中%-、%级,腐蚀环境中 5-级及冻融破坏环境中 6-级的要求,对其他环境作用等级,需要根据状况确定保护层厚度。).#.第-款之-,钢丝束及预应力混凝土用螺纹钢筋布置在梁体内,其管道间净距,当管道直径等于或小于#/时,不应小于 2*/;当管道直径大于#/时,不应小于管道外径,删除了后面“)#/”几个字。).#.(修改为:“预应力钢筋或管道表面与结构表面之间的保护层厚度,在结构顶面和侧面均不应小于-倍管道直径,并不小于#*/(注:原只有 2#/一#铁道标准设计!#$%&()*+!+,(#-*./0(1)万方数据王振华,刘建瑞跨越式发展中的铁路桥涵设计规范桥!梁项),在结构底面不应小于!#”(原$#)(注:没有注明管道外径的,一般管道直径为管道内径)。!#$重视桥涵混凝土结构骨料的选择及碱含量要求自从衮石线后张梁发生碱骨料反应以后,各级领导及设计人员对碱骨料反应对结构的破坏及造成的经济损失高度重视。%桥规&()条有:“混凝土碱含量应符合 混凝土碱含量限值标准(*+*,$&)的要求”。该标准是中国工程建设标准化协会批准的协会标准,当时强调碱含量,没有强调骨料的选择,而且骨料常 被 误 解 为 粗 骨 料。目 前 铁 道 部 已 制 订 了-./-&$0标准,因此本规范明确“骨料的选择及混凝土碱含量应符合 铁路混凝土工程预防碱 骨料反应技术条件(-./-&$0)的要求”。!%$重视混凝土中氯离子的含量近年来铁路混凝土桥梁除碱骨料反应外还有氯盐对混凝土的破坏,比如新乡的()孔 1#钢筋混凝土梁、徐州枢纽钢筋混凝土梁以及石家庄百孔大桥等都曾发生氯盐破坏的实例,这引起了广大铁路工作人员的重视,本规范根据 2.$()确定混凝土中的氯离子含量不得大于 !3。!&$重视后张法预应力混凝土梁的管道压浆质量对后张法预应力混凝土梁而言,外观表面开裂损伤能通过表面检查取得,但预应力筋是隐蔽于混凝土梁体内,并且高强钢材在高应力状态下工作,一旦受到腐蚀则腐蚀过程会发展很快,有时在并无表象出现即会发生脆断破坏,因而极其危险。预应力筋是预应力结构中最主要的受力部件,一旦断裂常会招致结构突然破坏,引起整个结构的倒塌。例如:(%1$年英国威尔士的一座节段拼装式预应力混凝土桥梁因预应力束锈蚀而倒塌,(%)年比利时横跨,456789 河上的一座后张预应力混凝土桥也因预应力束锈蚀而坠毁。后张预应力混凝土桥出现事故的主要原因,在于预应力束孔道的注浆质量得不到保证;再有一些是由于锚具失效造成的损坏。(%)年英国运输部鉴于发生于(%!年的)座人行桥事故与(%1$年威尔士境内(座公路桥的事故,以及随后对%座拼装式预应力混凝土桥的检测结果,发布了暂停在设计中采用后张预应力混凝土桥的禁令。过了 0 年,在颁布新的后张预应力桥设计与特殊检测方法的文件以后,才恢复采用后张预应力混凝土桥。为吸取国外预应力混凝土梁倒塌的教训,增订了“&()管道压浆掺入阻锈剂”。#$混凝土轴心抗压及抗拉强度由于混凝土标准试件由)4#立方体改为($4#立方体,%桥规轴心抗压及轴心抗拉取值是根据强度等级与标号的换算关系,在原%!桥规规定的数值基础上用内插的方法计算并取整后的数值,这个值与国标2.$()相比大(!%3:)(3。在编制 本 规 范 时 有 专 家 提 出:公 路 桥 规 已 按2.$()修改,本规范也应修改。由于混凝土的轴心抗压强度及轴心抗拉强度自;$桥规制订以来,近&年来不管静载试验还是疲劳试验均未发生什么问题,当时提出以下两种选择方案供修改:(()采用 2.$()的数据;())采 用 以 可 靠 度 理 论 为 基 础 的 桥 规 的 统 计数据。专家组审查时曾建议直接采用 2.$()的取值,但经试算对桥梁设计影响较大,不但增加钢材数量而且使原有的标准设计增大梁高,按&)#梁计需增加梁高(4#和(;!$钢绞线,增加混凝土(#&。经专家研究认为,铁路上高等级混凝土用的时间较长,从(%$;年开始就用$号混凝土施工,经验较丰富,混凝土强度一般统计值比工民建要高是可能的,因此应采用铁路本部门各单位的统计资料。比如,在编制以可靠度理论为基础的桥规时所积累的&%1$个样本来编制本规范较合适,按这个 要 求,统 计 结 果 与2.$()相比,本规范的抗压极限强度在*$以下,与$()基 本 一 致,*$及 以 上 略 大&03:&%3;较%桥规低()%3:1 3,而抗拉极限强度则与-.()、&%基本一致。专家认为这比较合适,因此选用第)方案。%$其他%$补充了高强度精轧螺纹钢筋相关设计参数及构造要求?,屈服强度是$0=?,预应力钢筋按规范先张梁的张拉控制应力取%倍,屈服强度即为%$0 A 01!=?,太低,屈强比$0/1&$A !0;太小,虽然它的极限强度很高,但不能用,是个浪费,作预应力筋不合适。因此,需进行冷拉以提高其屈服强度至;&$=?,则张拉#铁道标准设计!#$%&()*+!+,(#-*./0(1)万方数据桥!梁王振华,刘建瑞跨越式发展中的铁路桥涵设计规范控制应力可达!#$%&()*+,-,屈强比%&./%(!/适合作预应力筋。但冷拉后弹性模量降低,一般需经时效处理恢复弹性模量,工艺比较麻烦,而天津第二轧钢厂、鞍钢等已生产出高强度精轧螺纹钢筋,它的屈服强度可达/!+,-及#&!+,-,比%&+,-高/0 12)0,又不需冷拉及时效处理,所以本规范推荐用高强度精轧螺纹钢筋代替原预应力粗钢筋使用,其中 34/!级已在青藏线作横向预应力筋大量使用。在提速加固中,也有用它作横向预应力筋代替冷拉!级钢的。该企业标准由冶金工业信息标准研究院等已将它改为国标,并于 2!5 年*月 2 日在天津召开审查会通过,名称改为 预应力混凝土用螺纹钢筋,钢筋规格有,67%/、,67/&!、,67#&!及,67*!/!四种。由于尚未颁布,而且使用经验不足,故只选用其中,67/&!列入本规范。!#$修改了钢丝、钢绞线的松弛损失取值及钢绞线锚固长度取值88(*)根据 9722&#及 97225#,松弛损失与初始负荷有关,见表*、表 2。表%$钢绞线的初始负荷与预应力损失关系初始负荷*!:应力损失,不大于0级松弛#级松弛%!0 公称最大负荷/2/!0 公称最大负荷*25 表#$钢丝的初始负荷与预应力损失关系初始应力相当于公称抗拉强度百分数0*!:应力损失,不大于0级松弛#级松弛)!5*!%!/2/!*25 88#桥规的松弛损失采用!4(!,()&5;))式中,!,为传力锚固时预应力钢筋的应力,按规定!,)!)!=,即!,.!(!%时*!:的松弛率,但初始负荷是否等于!,没有考虑。97!*!2!2 及 3?9)22!5 桥规都根据不同的!#$值来确定#值,这比较符合 9722&及 97225 标准的原意,也可以说较精确,所以本规范也采用此表达形式。但 97!*!2!2 认为!ABC是初始负载,这对先张梁还可以,因先张梁是先张拉预应力筋后浇筑混凝土,但后张梁如用!ABC则过于安全,因初始应力应考虑瞬时损失已完成,即!ABC应减去摩阻损失、钢筋回缩损失及混凝土弹性压缩损失,也即采用传力锚固时的预应力钢筋的应力为宜。(2)钢绞线锚固长度由于钢绞线抗拉强度的提高,根据 97!*!2!2 的计算公式作了调整,由#桥规的*!倍的钢绞线直径改为不应小于*&!倍的钢绞线直径。!&$增订了箱梁的设计与构造有关规定以往的桥规偏重于简支?梁,但随着列车行车速度的提高,箱梁逐渐呈现出它的优越性,而且在设计连续梁时一般都用箱梁,所以本规范增加了)25 条。“箱梁内净空高,不宜小于*)D”,以便于在箱内操作。“顶板及底板的厚度不得小于 2!AD”,以保证预应力筋的布置及稳定性。“腹板下端桥轴方向的受拉钢筋必须至少有*.2 伸过支座”,以加强锚固等。!$修订了钢筋、钢丝及钢绞线的钢号、规格及力学性能88#桥规依据的钢筋标准原 97*5#*现在已改为 97*5#*#/,#级钢改为 EF7&,取消了!钢筋。取消!钢筋主要原因是产量不高,用户不多,取消后,增加了 EF7!屈服强度!+,-,极限强度)&!+,-,据说用户较多。钢丝标准原 97.?22&#已改为 97.?22&2!2,把$5 1$%四级钢丝改为 5 1 DD 及)1%二级,钢绞线标准原 97.?225#现在已改为 97.?2252!&,增加了公称直径为*%DD规格,对公称直径为*2%DD 及*2 DD 钢绞线还增加了*#)!+,-一级,且力学性能与规格都有变化,所以本规范对钢号、规格及力学性能均作了相应的修改。由于*#)!+,-一级以前没有作过疲劳试验,故未列入正式条文,只在附注里说明需经过疲劳试验确定疲劳应力后才能使用。!$修订了支座部分橡胶板的容许平均压应力值及锚栓容许剪应力值88#桥规规定,橡胶板允许平均压应力为/+,-,安全系数为%1/%,允许值偏小。铁路桥梁橡胶支座始用于*#)#年,当时橡胶板的质量不尽人意,&!多年来生产厂家不断改进,质量大有提高,加之质检中心的介入,质量得到保证,给适当提高容许值创造了条件。板式橡胶支座的布置,原则上要求横向尺寸要大,以限制横向移动,纵向尺寸要小,便于纵向转动灵活。以往常发生这样情况:%(*)1 2!D 梁因荷载较大,要求支座面积很大,但受梁底宽的限制,无法布置,所以产生提高容许值的想法。*#/年公路桥规橡胶支座容许平均压应力当&G/时为*!+,-(&为支座的形状系数)。所以,全国生产桥梁板式支座的厂家都按*!+,-生产,在制造工艺上没有问题。轻轨板式橡胶支座设计,也以*!+,-考虑(不分#铁道标准设计!#$%&()*+!+,(#-*./0(1)万方数据王振华,刘建瑞跨越式发展中的铁路桥涵设计规范桥!梁!值大小来决定允许值)。说明也在适当提高容许值。在国外,联邦德国、法国取!#$%&,日本当!)时,!$%&;当!(时,!)*!)+$%&。这是根据在高温环境下进行的+*万次疲劳试验确认了耐久性而规定的。本规范规定!,*$%&,其值根据材料性能及!值大小选择。这个值是国内、外的最低值。支座螺栓以往习惯采用-+.#钢,由于我国是多地震国家,地震水平力很大,再用-+.#钢,将使支座螺栓直径过大;另外,/度及 度地震区支座螺栓可采用不同钢种而直径相同的办法处理。所以增加 0#号钢及 0*12 钢的使用,其允许剪力值规定见表.。表!几种钢的允许剪力值$%&钢种容许弯曲应力容许剪应力0*12(调质)0/*0/*3*)4+*0#号钢+*!+*5.!+/66紧箍圈原用 4$7,秦沈客运专线开始按欧洲标准“结构物 支座”要求改用黄铜。#$%改写了在运营荷载作用下,混凝土的最大剪应力的规定88 桥规以前的历次桥规规定 9!:)#$8*(#为混凝土标号),剪应力与混凝土标号发生关系。88 桥规取消了混凝土标号,上式中的#改用抗拉极限强度#;代替,因#;与#的关系是#;!*)*0#+5.,故#!8#)*8#.!;,代入上式得%!:)#58*!)*#/#.!;)*4#.!;。88 桥规对符号作了一些变化,并且取消了混凝土标号的提法。所以 88 桥规 4).)#条改写为%!:)*4&.!9=式中,&9=是混凝土抗拉极限强度,即 84 桥规的#;。本条规定的目的是保证梁的腹板有足够的厚度,以防止斜截面因混凝土受压力过大而产生裂缝,但允许值采用混凝土抗拉强度,易使人感到是受拉破坏,所以国内外规范都用抗压极限强度来表示。本规范根据一些专家意见改用抗压极限强度来表示,而抗拉极限强度&9=与抗压极限强度的关系是&9=)*).&+5.9,得%!:开始,最小边长曾用#*,88 年以后已不再编制普通钢筋混凝土梁,预应力混凝土梁跨度由 开始,最小边长(为+*。本规范根据专家建议将最小边长不得小于*调整为不得小于+*。#$(第%$#$&条对于预应力钢筋的曲线半径原规定不太明确,这次与公路桥规一致66()钢丝束、钢绞线束的钢丝直径等于或小于#时,曲率半径不宜小于 0;钢丝直径大于#时,不宜小于 4。88 桥规规定,曲率半径不应小于钢丝直径的*倍,则钢丝直径为#4 的 4 3*!0),#/的/3*!#)4。本规范规定不宜小于 4,略大于*倍直径。(+)预应力混凝土用螺纹钢筋的曲线半径原没有规定,现与公路桥规统一。规定直径等于或小于+#时,不宜小于+,直径大于+#时,不宜小于#。参考文献:?6王振华A 我国铁路预应力混凝土桥梁及标准设计的发展?B A 铁道标准设计C+*0D/E A?+6FG*+)88C 铁路桥涵设计基本规范?H A?.6FG 5 F.*#0C 铁路混凝土预防碱 骨料反应技术条件?H A?0 61I1H#.C 混凝土碱含量限值标准?H A?#6FG 5 F+.4*C 铁道机车动力学性能试验鉴定方法及评定标准?H A?4 6JG#*+480C 铁路工程结构可靠度设计统一标准,?H A福 厦 铁 路 两 座 特 大 桥 开 建66福厦铁路两座特大桥 闽江、乌龙江特大桥近日正式开工建设。这两座特大桥是福厦铁路控制性工程。闽江特大桥位于福州马尾区和仓山区境内。全桥/个墩台,长+48+)+.,投资约.)*0 亿元。乌龙江特大桥位于福州仓山区和闽侯县境内。全桥 0个墩台,长 4),投资约).亿元。据了解,这两座特大桥将于+*年/月建成,建成后可通行时速+*K 的旅客列车。据+*4*/.*人民铁道#铁道标准设计!#$%&()*+!+,(#-*./0(1)万方数据