4-鐵路連續(xù)梁橋與公路連續(xù)梁橋設計對比4

1、鐵路連續(xù)梁橋與公路連續(xù)梁橋設計對比鐵路連續(xù)梁橋與公路連續(xù)梁橋設計對比 預應力混凝土連續(xù)梁橋由于其結(jié)構(gòu)體系具有變預應力混凝土連續(xù)梁橋由于其結(jié)構(gòu)體系具有變形小、剛度好、行車平順舒適、伸縮縫少、養(yǎng)護簡形小、剛度好、行車平順舒適、伸縮縫少、養(yǎng)護簡單、抗震能力強等優(yōu)點而被鐵路橋、公路橋和城市單、抗震能力強等優(yōu)點而被鐵路橋、公路橋和城市橋梁設計廣泛選用。橋梁設計廣泛選用。 以以武廣鐵路客運專線陸水特大橋武廣鐵路客運專線陸水特大橋(70+125 +70) (70+125 +70) m m和和烏海黃河公路大橋烏海黃河公路大橋(75 + 130 + 75)m(75 + 130 + 75)m為例，分析為例，分析對

2、比跨度相近的高速鐵路對比跨度相近的高速鐵路pc pc 連梁橋和高速公路連梁橋和高速公路pc pc 連梁橋的設計區(qū)別。連梁橋的設計區(qū)別。 因為等跨度布置時邊跨的跨中彎矩大于中跨彎矩，因為等跨度布置時邊跨的跨中彎矩大于中跨彎矩，所以用縮短邊跨的辦法來調(diào)整彎矩的分布，比值一般所以用縮短邊跨的辦法來調(diào)整彎矩的分布，比值一般為為0.7-0.50.7-0.5，武廣客運專線陸水特大橋武廣客運專線陸水特大橋和和烏海黃河公烏海黃河公路大橋路大橋都是三跨一聯(lián)連續(xù)梁橋，都是三跨一聯(lián)連續(xù)梁橋，武廣鐵路客運專線陸武廣鐵路客運專線陸水特大橋跨徑布置為水特大橋跨徑布置為(70+125+70)m(70+125+70)m的鐵路

3、連續(xù)梁橋，的鐵路連續(xù)梁橋，它的邊中跨比為它的邊中跨比為0.560.56，而，而烏海黃河公路大橋為跨度為烏海黃河公路大橋為跨度為(75+130+75)m(75+130+75)m的公路連續(xù)橋，它的邊中跨比的公路連續(xù)橋，它的邊中跨比0.570.57，基，基本上都在邊中跨比值的合理范圍。兩橋的邊跨比基本本上都在邊中跨比值的合理范圍。兩橋的邊跨比基本一致。兩座橋的立面布置如圖所示。一致。兩座橋的立面布置如圖所示。1 1、 橋梁孔跨布置的選擇橋梁孔跨布置的選擇 1 1、結(jié)構(gòu)設計對比、結(jié)構(gòu)設計對比橋梁立面布置2 2、截面尺寸的對比、截面尺寸的對比 武廣客運專線陸水特大橋武廣客運專線陸水特大橋和和烏海黃河公路

4、大橋烏海黃河公路大橋上上部結(jié)構(gòu)主梁部都采用單箱單室、變高度、變截面的箱部結(jié)構(gòu)主梁部都采用單箱單室、變高度、變截面的箱形形式。具體布置如圖所示。形形式。具體布置如圖所示。陸水特大橋截面圖(跨中梁高5.2m)烏海黃河大橋截面圖（支點梁高7.0m，跨中3.0m）(l)(l)梁段劃分梁段劃分 武廣客運專線陸水特大橋武廣客運專線陸水特大橋: :0 0號梁段長號梁段長9m;l-79m;l-7號梁號梁段每段長段每段長3.0m;8-163.0m;8-16號梁段每段長號梁段每段長4.0m;4.0m;中跨合攏段、中跨合攏段、邊跨合攏段邊跨合攏段1717號梁段長均為號梁段長均為2.0m;2.0m;邊跨現(xiàn)澆段邊跨現(xiàn)澆

5、段1818號梁段號梁段長長7.25m7.25m。 烏海黃河公路大橋烏海黃河公路大橋: :0 0號梁段長號梁段長8m;l-88m;l-8號梁段每段號梁段每段長長3.0m;9-173.0m;9-17號梁段每段長號梁段每段長4.0m;4.0m;中跨合攏段中跨合攏段1818號梁段、號梁段、邊跨合攏段邊跨合攏段l9l9號梁段長均為號梁段長均為2.0m;2.0m;東側(cè)邊跨現(xiàn)澆段東側(cè)邊跨現(xiàn)澆段2020號號梁段長梁段長8.92m8.92m，西側(cè)邊跨現(xiàn)澆段，西側(cè)邊跨現(xiàn)澆段2020號梁段長號梁段長8.84m8.84m。(2)(2)梁高梁高 武廣客運專線陸水特大橋武廣客運專線陸水特大橋: :跨中梁高為跨中梁高為5.

6、2m5.2m，為，為主跨跨徑的主跨跨徑的1/24.04;1/24.04;中支點梁高為中支點梁高為9.2m9.2m，為主跨跨徑，為主跨跨徑的的1/13.51/13.5；邊跨梁端高度；邊跨梁端高度5.2m5.2m，梁高按圓曲線規(guī)律變，梁高按圓曲線規(guī)律變化，變化范圍為化，變化范圍為2-162-16號梁段，共號梁段，共61.5m61.5m范圍；梁高理范圍；梁高理論計算位置為箱梁中心處，底板保持水平，肋板處高論計算位置為箱梁中心處，底板保持水平，肋板處高度根據(jù)橋面橫坡相應調(diào)整。度根據(jù)橋面橫坡相應調(diào)整。 烏海黃河公路大橋烏海黃河公路大橋: :跨中梁高為跨中梁高為3.0m3.0m，為主跨跨徑，為主跨跨徑的的

7、1/43.3;1/43.3;中支點梁高為中支點梁高為7.0m7.0m，為主跨跨徑，為主跨跨徑1/18.61/18.6；邊跨梁端高度邊跨梁端高度3.0m3.0m，梁高按圓曲線規(guī)律變化，變化范，梁高按圓曲線規(guī)律變化，變化范圍為圍為2-172-17號梁段，共號梁段，共62m62m范圍；梁高理論計算位置為范圍；梁高理論計算位置為箱梁中心處，底板保持水平，肋板處高度根據(jù)橋面橫箱梁中心處，底板保持水平，肋板處高度根據(jù)橋面橫坡相應調(diào)整。坡相應調(diào)整。 武廣客運專線陸水特大橋武廣客運專線陸水特大橋: :箱梁采用單箱單室箱箱梁采用單箱單室箱式斷面，懸臂長度為式斷面，懸臂長度為320cm320cm，箱底寬，箱底寬7

8、00cm700cm，采用直腹，采用直腹板，箱梁全寬為板，箱梁全寬為320 +700 +320 =1340cm320 +700 +320 =1340cm。 烏海黃河公路大橋烏海黃河公路大橋: :箱梁采用單箱單室箱式斷面，箱梁采用單箱單室箱式斷面，懸臂長度為懸臂長度為330cm330cm，箱底寬，箱底寬615cm615cm，采用直腹板，箱梁，采用直腹板，箱梁全寬為全寬為330 +615 +330 =1275cm330 +615 +330 =1275cm。(3)(3)箱梁橫向布置箱梁橫向布置(4)(4)頂板、懸臂板、腹板、底板頂板、懸臂板、腹板、底板 武廣客運專線陸水特大橋武廣客運專線陸水特大橋:

9、:頂板厚度為頂板厚度為50cm50cm，底板厚度底板厚度48.5-110cm 48.5-110cm 按圓曲線變化，腹板采用直按圓曲線變化，腹板采用直腹板，其厚度為腹板，其厚度為45-65-85-120cm45-65-85-120cm。 烏海黃河公路大橋烏海黃河公路大橋: :頂板厚度為頂板厚度為25cm25cm，底板厚，底板厚度從度從30cm30cm至至80cm80cm按二次拋物線規(guī)律變化，腹板采用按二次拋物線規(guī)律變化，腹板采用直腹板，其厚度為直腹板，其厚度為50-60-80cm50-60-80cm。(5)0(5)0號梁段號梁段 武廣客運專線陸水特大橋陸橋武廣客運專線陸水特大橋陸橋: :頂板厚度

10、由頂板厚度由50cm50cm加加厚到厚到75cm75cm，底板由，底板由104.0cm 104.0cm 線性增大到線性增大到123.8cm123.8cm，腹板，腹板厚由厚由85cm85cm線性變化到線性變化到125cm125cm。0 0號塊設一道橫隔板，厚號塊設一道橫隔板，厚度為度為300cm300cm。橫隔板上設置過人洞。橫隔板上設置過人洞。 烏海黃河公路大橋烏海黃河公路大橋: :頂板厚度頂板厚度80cm80cm，底板厚，底板厚150cm150cm，腹板厚度腹板厚度80cm ;080cm ;0號梁段和號梁段和1 1號梁段之間頂板、底板、號梁段之間頂板、底板、腹板厚度均按直線方式變化。腹板厚度

11、均按直線方式變化。0 0號梁段共設號梁段共設2 2道橫隔梁，道橫隔梁，橫隔梁厚橫隔梁厚100cm100cm，凈距，凈距200cm200cm。橫梁上設置人洞。橫梁上設置人洞。(6)(6)中跨合攏段中跨合攏段 武廣客運專線陸水特大橋武廣客運專線陸水特大橋: :中跨合攏段長中跨合攏段長2m,2m,設置設置一道一道80cm80cm的橫隔板。的橫隔板。 烏海黃河公路大橋烏海黃河公路大橋: :中跨合攏段長為中跨合攏段長為2m,2m,不設橫隔板。不設橫隔板。(7)(7)兩邊懸臂澆筑梁段兩邊懸臂澆筑梁段 武廣客運專線陸水特大橋武廣客運專線陸水特大橋: :頂板厚度從頂板厚度從50cm50cm至至100cm100

12、cm、底板厚度從底板厚度從48.5cm48.5cm至至108.5cm108.5cm、腹板厚度從、腹板厚度從45cm45cm至至70cm70cm按按直線方式變化。兩邊梁段各設直線方式變化。兩邊梁段各設1 1道橫隔梁，橫隔梁厚道橫隔梁，橫隔梁厚175 175 cmcm，橫隔板上設置過人洞。，橫隔板上設置過人洞。 烏海黃河公路大橋烏海黃河公路大橋: :頂板厚度從頂板厚度從30cm30cm至至80cm80cm、底板厚度、底板厚度從從30cm30cm至至80cm80cm、腹板厚度從、腹板厚度從30cm30cm至至8ocm8ocm按直線方式變化。按直線方式變化。兩邊梁段各設兩邊梁段各設l l道橫隔梁，橫隔

13、梁厚道橫隔梁，橫隔梁厚200cm200cm，橫隔板上設置，橫隔板上設置過人洞。過人洞。 從以上對比可以看出，跨度相近的高速鐵路橋從以上對比可以看出，跨度相近的高速鐵路橋梁的截面尺寸比高速公路橋梁的截面尺寸大得多梁的截面尺寸比高速公路橋梁的截面尺寸大得多! !3 3、預應力體系對比分析、預應力體系對比分析 兩座大橋上部結(jié)構(gòu)預應力系統(tǒng)都包括縱向預應力、兩座大橋上部結(jié)構(gòu)預應力系統(tǒng)都包括縱向預應力、橫向預應力和豎向預應力，預應力筋采用的形式基本橫向預應力和豎向預應力，預應力筋采用的形式基本相同，只是相同，只是鐵路橋梁所用的預應力筋多于公路橋梁。鐵路橋梁所用的預應力筋多于公路橋梁。2 2、收縮徐變規(guī)范對

14、比、收縮徐變規(guī)范對比 鐵路橋涵設計規(guī)范中所采用的收縮徐變模型鐵路橋涵設計規(guī)范中所采用的收縮徐變模型ceb-ceb-fip(1978)fip(1978)的計算模型。的計算模型。 公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵規(guī)范公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵規(guī)范(jtg (jtg d62-2004)d62-2004)中的收縮徐變模型則采用中的收縮徐變模型則采用ceb-fip(1990)ceb-fip(1990)的模的模型。型。3 3、混凝土的耐久性、混凝土的耐久性 武廣客運專線陸水特大橋武廣客運專線陸水特大橋: :箱梁采用箱梁采用c55c55高性能、高性能、少徐變混凝土。少徐變混凝土。 烏海黃河公路大橋烏海

15、黃河公路大橋: :箱梁采用箱梁采用c50c50混凝土?；炷?。4 4、普通鋼筋對比、普通鋼筋對比(1)(1)烏海黃河公路大橋和武廣客運專線陸水特大橋烏海黃河公路大橋和武廣客運專線陸水特大橋: :設設計用普通鋼筋為計用普通鋼筋為i i級鋼筋和級鋼筋和l l級鋼筋，抗拉設計強度分級鋼筋，抗拉設計強度分別為別為240 mpa240 mpa和和340mpa340mpa，其中鋼筋直徑，其中鋼筋直徑12mm12mm采用采用l l級級鋼筋，直徑鋼筋，直徑12mm12mm采用采用i i級鋼筋。級鋼筋。(2)(2)受拉區(qū)鋼筋受拉區(qū)鋼筋: :公路橋公路橋中組成束筋的單根鋼筋直徑不應中組成束筋的單根鋼筋直徑不應大于

16、大于36mm36mm。組成束筋的單根鋼筋根數(shù)，當其值不大于。組成束筋的單根鋼筋根數(shù)，當其值不大于28mm28mm時不應多于三根，當其值大于時不應多于三根，當其值大于28mm28mm時應為兩根。當時應為兩根。當單根鋼筋直徑大于單根鋼筋直徑大于36mm36mm時，受拉區(qū)應設表層鋼筋網(wǎng)。在時，受拉區(qū)應設表層鋼筋網(wǎng)。在順束筋長度方向，鋼筋直徑不應小于順束筋長度方向，鋼筋直徑不應小于10mm10mm，其間距不應，其間距不應大于大于100mm;100mm;在垂直于束筋長度方向，鋼筋直徑不應小于在垂直于束筋長度方向，鋼筋直徑不應小于6mm6mm，其間距不應大于，其間距不應大于100mm100mm。上述鋼筋網(wǎng)

17、的布置，應超。上述鋼筋網(wǎng)的布置，應超過束筋的設置范圍，每邊不小于過束筋的設置范圍，每邊不小于5 5倍的鋼筋直徑。倍的鋼筋直徑。鐵路橋梁鐵路橋梁中受拉區(qū)域的鋼筋可以單根或三根成束中受拉區(qū)域的鋼筋可以單根或三根成束布置，鋼筋的凈距不得小于鋼筋的直徑布置，鋼筋的凈距不得小于鋼筋的直徑( (對帶勒鋼對帶勒鋼筋為計算直徑筋為計算直徑) )，并不得小于，并不得小于30mm30mm。當鋼筋。當鋼筋( (包括包括成束鋼筋成束鋼筋) )層數(shù)等于或多于三層時，其凈距不得小層數(shù)等于或多于三層時，其凈距不得小于于l.5l.5倍的鋼筋直徑，并不得小于倍的鋼筋直徑，并不得小于45mm45mm，豎向仍不，豎向仍不得小于鋼筋

18、直徑，并不得小于得小于鋼筋直徑，并不得小于30mm30mm。(3)(3)烏海黃河公路大橋烏海黃河公路大橋: :受彎構(gòu)件、偏心受拉構(gòu)件及受彎構(gòu)件、偏心受拉構(gòu)件及軸心受拉構(gòu)件的一側(cè)受拉鋼筋的配筋百分率不應小軸心受拉構(gòu)件的一側(cè)受拉鋼筋的配筋百分率不應小于于45f45ftdtd/f/fsdsd，同時不應小于，同時不應小于0.20.2。 武廣客運專線陸水特大橋武廣客運專線陸水特大橋: :受壓及偏心受壓構(gòu)件受壓及偏心受壓構(gòu)件的最小配筋率的最小配筋率( (僅計受拉區(qū)僅計受拉區(qū)),i),i級鋼筋為級鋼筋為0.250.25，級級鋼筋為鋼筋為0.20.2。(4) (4) 武廣客運專線陸水特大橋武廣客運專線陸水特大

19、橋: :軸心受壓構(gòu)件、偏心軸心受壓構(gòu)件、偏心受壓構(gòu)件全部縱向鋼筋的配筋百分率不應小于受壓構(gòu)件全部縱向鋼筋的配筋百分率不應小于0.60.6，同時一側(cè)鋼筋的配筋百分率不應小于同時一側(cè)鋼筋的配筋百分率不應小于0.20.2。當大偏心。當大偏心受拉構(gòu)件的受壓區(qū)配置按計算需要的受壓鋼筋時，其受拉構(gòu)件的受壓區(qū)配置按計算需要的受壓鋼筋時，其配筋百分率不應小于配筋百分率不應小于0.20.2。箍筋間距不應大于梁高的。箍筋間距不應大于梁高的l/2l/2，且不大于，且不大于400mm;400mm;當所箍鋼筋為需要的鋼筋的縱當所箍鋼筋為需要的鋼筋的縱向受壓鋼筋時，不應大于所箍鋼筋的向受壓鋼筋時，不應大于所箍鋼筋的151

20、5倍，且不應大倍，且不應大于于40omm40omm。 烏海黃河公路大橋烏海黃河公路大橋: :僅軸心受壓并配有縱筋及一般僅軸心受壓并配有縱筋及一般箍筋的構(gòu)件，縱筋截面積不應小于構(gòu)件截面積的箍筋的構(gòu)件，縱筋截面積不應小于構(gòu)件截面積的0.5%0.5%，也不宜大于也不宜大于3%3%，縱筋的直徑不宜小于，縱筋的直徑不宜小于12mm12mm，箍筋的間，箍筋的間距不應超過縱筋直徑的距不應超過縱筋直徑的1515倍，也不應大于構(gòu)件橫截面倍，也不應大于構(gòu)件橫截面的最小尺寸，箍筋的直徑不應小于縱筋直徑的的最小尺寸，箍筋的直徑不應小于縱筋直徑的l/4l/4，也，也不應小于不應小于6mm6mm。 鐵路規(guī)范中還特別規(guī)定了

21、當采用螺旋筋時的配筋構(gòu)鐵路規(guī)范中還特別規(guī)定了當采用螺旋筋時的配筋構(gòu)造。造。 比較所得，鐵路橋所用的鋼筋數(shù)量和公路橋所用比較所得，鐵路橋所用的鋼筋數(shù)量和公路橋所用的鋼筋數(shù)量是有比較大的區(qū)別的。的鋼筋數(shù)量是有比較大的區(qū)別的。5 5 、構(gòu)造細節(jié)規(guī)定規(guī)范對比、構(gòu)造細節(jié)規(guī)定規(guī)范對比 鐵路橋混凝土的保護層厚度不得小于鐵路橋混凝土的保護層厚度不得小于30mm30mm，但是保護層，但是保護層厚度太大，混凝土表層因距鋼筋過遠容易碰壞，故也不宜大厚度太大，混凝土表層因距鋼筋過遠容易碰壞，故也不宜大于于50mm50mm，但板的高度不小于，但板的高度不小于300mm300mm時，保護層厚度可減少為時，保護層厚度可減少

22、為20mm20mm。箍筋的保護厚度不得小于。箍筋的保護厚度不得小于15mm15mm。 公路橋混凝土的保護層厚度則根據(jù)環(huán)境的不同，保護層公路橋混凝土的保護層厚度則根據(jù)環(huán)境的不同，保護層厚度的規(guī)定也不同。當規(guī)定中要求主拉區(qū)的混凝土保護層厚厚度的規(guī)定也不同。當規(guī)定中要求主拉區(qū)的混凝土保護層厚度大于度大于50 mm50 mm時，應在保護層內(nèi)設置直徑不小于時，應在保護層內(nèi)設置直徑不小于6mm6mm、間距不、間距不大于大于l00mml00mm的鋼筋網(wǎng)。的鋼筋網(wǎng)。1 1、保護層厚度、保護層厚度2 2、鋼筋最小錨固長度、鋼筋最小錨固長度 鋼筋種類鋼筋種類錨固條件錨固條件烏海黃河公路大橋烏海黃河公路大橋c50c

23、50武廣客運專線陸水特大橋武廣客運專線陸水特大橋c55c55級鋼筋級鋼筋受壓鋼筋受壓鋼筋直端直端25d25d30d30d或者或者(10d+(10d+直鉤）直鉤）受拉構(gòu)件鋼受拉構(gòu)件鋼筋筋直端直端20d+20d+半圓鉤半圓鉤彎鉤端彎鉤端20d20d級鋼筋級鋼筋受壓鋼筋受壓鋼筋直端直端20d20d25d25d或者或者(15d+(15d+直鉤）直鉤）受拉構(gòu)件鋼受拉構(gòu)件鋼筋筋直端直端25d25d25d+25d+直鉤直鉤彎鉤端20d鐵路橋和公路橋鋼筋最小錨固長度的規(guī)范鐵路橋和公路橋鋼筋最小錨固長度的規(guī)范鋼筋種鋼筋種類類錨固條件錨固條件武廣客運專線陸水特大橋武廣客運專線陸水特大橋c55c55級鋼級鋼筋筋受彎

24、及受壓構(gòu)件中受彎及受壓構(gòu)件中的受拉鋼筋的受拉鋼筋錨于受壓區(qū)錨于受壓區(qū)10d+10d+直鉤直鉤錨于受拉區(qū)錨于受拉區(qū)20d+20d+半圓鉤半圓鉤彎起鋼筋彎起鋼筋伸入受壓區(qū)長度伸入受壓區(qū)長度不小于不小于20d20d不設于與縱筋平行的直段，端不設于與縱筋平行的直段，端部采用直鉤部采用直鉤伸入受壓區(qū)長度伸入受壓區(qū)長度小于小于20d20d設于與縱筋平行的長度為設于與縱筋平行的長度為10d10d直段，并加直鉤直段，并加直鉤錨于受拉區(qū)錨于受拉區(qū)25d+25d+半圓鉤半圓鉤受彎及受壓構(gòu)件中受彎及受壓構(gòu)件中的受拉鋼筋的受拉鋼筋錨于受壓區(qū)錨于受壓區(qū)15d15d錨于受拉區(qū)錨于受拉區(qū)25d+25d+直鉤直鉤伸入受壓區(qū)長度伸入受壓區(qū)長度不小于不小于20d20d不設于與縱筋平行的直段不設于與縱筋平行的直段鐵路橋涵規(guī)范比公路橋涵規(guī)范規(guī)定的更細的方面如表鐵路橋涵規(guī)范比公路橋涵規(guī)范規(guī)定的更細的方面如表6 6、梗肋處板的有效計算高度、梗肋處板的有效計算高度 鐵路橋涵規(guī)范比公路橋涵規(guī)范規(guī)定的橋梁截面的鐵路橋涵規(guī)范比公路橋涵規(guī)范規(guī)定