TB 10002-2017《铁路桥涵设计规范》
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1、 UDC 中华人民共和国行业标准 TB TB 100022017 P J4602017 铁路桥涵设计规范 Code for Design on Railway Bridge and Culvert 2017-01-02 发布 2017-05-01 实施 国 家 铁 路 局 发布 中华人民共和国行业标准 铁路桥涵设计规范 Code for Design on Railway Bridge and Culvert TB 10002 2017 J 460 2017 主编单位:铁道第三勘察设计院集团有限责任公司 批准部门:国家铁路局 施行日期:2017年 05 月 01 日 版本:1951年 12月第
2、 1版 1958年 11月第 2版 1974年 12月第 3版 1985年 8月第4版 1996年 5月第5版 1999年10月第 6版 2005年 6月第 7版 2017年 5月第1版 中 国 铁 道 出 版 社 2017年 北 京 前 言 铁路桥涵设计基本规范 TB10002.1-2005发布以来,我国铁路尤其高速铁路建设 取得了举世瞩目的伟大成就,京沪、京广、郑西、哈大等高速铁路,宜万、太中银等客 货共线铁路,山西中南部通道、蒙华等重载铁路,珠三角及武汉城市圈城际铁路等大批 铁路项目相继建成通车,完善了路网结构,增加了铁路运输服务的有效供给。经过十多 年的积极探索和创新实践,我国铁路桥梁
3、建造技术取得历史突破,实现重大跨越,已跻 身世界先进行列。南京大胜关长江大桥、武汉天兴洲长江大桥等一批深水、大跨、特殊 地质条件、 复杂结构形式桥梁的成功建设, 自主研发的大吨位箱梁成套技术的广泛应用, 为进一步完善铁路桥梁技术标准积累了丰富经验,奠定了坚实基础。 本规范根据国家铁路局构建铁路工程建设标准体系要求,为满足铁路桥涵建设和发 展需要,统一铁路桥涵设计标准,提高铁路桥涵设计水平,保障铁路桥涵安全与质量, 在铁路桥涵设计基本规范TB10002.1-2005 等规范的基础上,全面总结我国高速、城 际、客货共线和重载铁路桥涵建设、运营的实践经验和科研成果,全面修订而成。 本规范贯彻落实了安
4、全优先的原则,强化了质量安全、节约资源、保护环境以及风 险防范、 防灾减灾等技术要求, 并结合我国国情、 经济社会发展水平、 环境条件等因素, 合理确定了不同运输性质类型、不同速度等级铁路桥梁的主要设计标准,进一步提升了 规范的科学性和技术经济合理性。 本规范由 5章组成,包括总则、术语和符号、桥涵布置、设计荷载、桥涵设计,另 有 5个附录。 本次修订的主要技术内容如下: 1. 修订了规范适用范围,适用于高速铁路、城际铁路、客货共线级和级铁路、 重载铁路桥涵结构设计。 2. 增加了桥梁结构设计的角度要求和相邻桥涵间路堤长度的原则规定。 3. 删除了铁路桥和公路桥分、合建规定及温度跨度大于 10
5、0m的钢梁设置温度调节 器的相关规定。 4. 增加了桥梁同侧支座横向位移约束条件的相关规定。 5. 增加了桥面外侧梁缝较大时梁端桥面板设置悬臂端等措施的要求。 6. 删除了铁路桥上设置反向曲线的规定。 7. 整合细化了桥面布置、 桥上护轮轨铺设、 人行道及栏杆、 避车台设置的相关规定。 8. 桥涵布置一章新增“铁路线路交叉跨越桥梁结构设计与安全防护” 、 “高架车站桥 梁结构” 、 “系统接口设计” 三节, 明确了上跨或下穿公路、 铁路的设计及安全防护要求, 规定了高架车站桥梁结构设计的主要原则,提出了桥梁设计的接口工作要求。 9. 修订了长钢轨纵向水平力(伸缩力和挠曲力) ,将其由主力活载调
6、整为特殊力。 10. 修订了桥涵结构设计采用的列车荷载图式,删除了铁路标准荷载换算均布活载 的相关内容,加载规定整合至第 4章“设计荷载”中。 11. 补充了高速铁路、 城际铁路、 重载铁路横向摇摆力的计算取值, 增加了气动力、 支座摩阻力、波浪力、地震力计算的原则规定。 12. 修订了客货共线级和级铁路、重载铁路钢筋混凝土桥跨结构动力系数计算 所采用的相关参数 取值。 13. 桥涵设计一章中新增“一般规定”一节,规定了适用范围及高速、城际、客货 共线级和级铁路车桥耦合动力响应指标及耐久性要求,修订了桥梁适用跨度,增加 了桥梁适用高度。 14. 整合修订了高速、城际、客货共线级和级、重载铁路梁
7、式桥的竖向变形限 值、墩台基础沉降限值、墩台顶纵向水平线刚度限值取值。 15. 明确了涵洞基础工后沉降限值按是否在过渡段范围内作不同要求的规定。 16. 明确了顶进桥涵的适用范围,即无砟轨道区段以及高速铁路有砟轨道区段有可 能破坏地基加固效果的路基地段、各种过渡段路基不应顶进桥涵。 在执行本规范过程中,希望各单位结合工程实践,认真总结经验,积累资料。如发 现需要修改和补充之处,请及时将意见及有关资料寄交铁道第三勘察设计院集团有限公 司(天津市河北区中山路 10号,邮政编码:300142) ,并抄送中国铁路经济规划研究院 (北京市海淀区北蜂窝路乙 29号,邮政编码:100038) ,供今后修订时
8、参考。 本规范由国家铁路局科技与法制司负责解释。 主编单位:铁道第三勘察设计院集团有限公司 主要起草人:苏伟、张莉、王召祜、杜宝军、高策、田杨、周四思、王俊杰、周勇 政。 主要审查人:殷宁骏、曾会欣、薛吉岗、陈良江、杨梦蛟、刘 椿、赵会东、杨鹏 健、韩晓强、刘文荐、吴少海、陈克坚、王新国、徐升桥、徐伟、桂 婞、吴延伟、许 志艳。 目 次 1 总则 1 2 术语和符号 3 2.1 术语 3 2.2 符号 5 3 桥涵布置 6 3.1 一般要求 6 3.2 桥涵孔径 7 3.3 桥涵构造 8 3.4 桥头引线及桥上线路 9 3.5 桥面布置及附属设施 10 3.6 维修养护设施 12 3.7 铁路
9、线路交叉跨越桥梁结构设计与安全防护 13 3.8 高架车站桥梁结构 13 3.9 系统接口设计 14 4 设计荷载 15 4.1 荷载分类和组合 15 4.2 恒载 16 4.3 活载 19 4.4 其他荷载 28 4.5 作业通道及栏杆荷载 32 4.6 施工荷载 32 5 桥涵设计 33 5.1 一般规定 33 5.2 梁桥 34 5.3 拱桥 37 5.4 墩台 38 5.5 涵洞 44 5.6 顶进桥涵 47 附录 A 主动土压力计算 49 附录 B 静止土压力计算 52 附录 C 53 附录 D 钢筋混凝土、混凝土和石砌体矩形截面杆件计算温度图解 54 附录 E.1 全国一月平均气温
10、() 55 附录 E.2 全国七月平均气温() 56 本规范用词说明 57 铁路桥涵设计规范条文说明 57 1 1 总 则 1.0.1 为贯彻国家有关法规和铁路技术政策,统一铁路桥涵设计技术标准,使铁路桥涵 设计符合安全可靠、先进成熟、经济适用、保护环境的要求,制定本规范。 1.0.2 本规范适用于新建和改建标准轨距的高速铁路、城际铁路、客货共线级和级 铁路、重载铁路桥涵的设计。 1.0.3 桥涵应满足运营、检查、维护和应急抢修要求,并具有良好的耐久性。结构应简 洁美观,力求标准化,便于制造和机械化施工。 1.0.4 桥涵主体结构的设计使用年限应为 100 年。 1.0.5 桥涵设计方案的确定
11、应调查研究河流的历史、现状及其发展趋势,探明桥址地质 情况,考虑桥涵与道路、水利、航运及工农业的相互关系,并满足环境保护、水土保持、 文物保护等要求。 1.0.6 桥涵结构在制造、运输、安装和运营过程中,应具有规定的强度、刚度、稳定性, 并应满足轨道平顺性、列车运行安全性和旅客乘坐舒适性的要求。 1.0.7 桥涵结构形式选择应综合考虑使用功能、水文和地质情况、环境条件、轨道类型 以及施工方法等因素。 1.0.8 桥涵结构的工程材料应根据结构类型、受力条件、使用要求和所处环境等选用。 1.0.9 桥涵设计洪水频率和检算洪水频率应符合表 1.0.9 的规定。 表 1.0.9 桥涵洪水频率标准 设计
12、洪水频率 检 算 洪 水 频 率 桥 梁 涵 洞 特大桥(或大桥)属于技术复杂、修复困难或重要者 1/100 1/100 1/300 注: 1若观测洪水 (包括调查洪水) 频率小于表列标准的设计洪水频率时, 应按观测洪水频率设计, 但特大桥及大中桥设计洪水频率不得小于 1/300,小桥及涵洞设计洪水频率不得小于 1/100。 2当水位不随流量而定,如逆风、冰塞、潮汐、倒灌、河床变迁、水库蓄水及其他水工建筑 物的壅水等,则流量与水位应分别确定。 3设在水库淹没范围内的桥涵,仍采用表列洪水频率标准。设在水坝下游的桥涵,若水库设计 洪水频率标准高于桥涵洪水频率标准,则按表列标准的水库泄洪量加桥坝之间
13、的汇水量作为 桥涵设计及检算流量;若水库校核洪水频率标准低于桥涵洪水频率标准,则应与有关部门协 商,提高水坝校核洪水频率标准,使之与铁路桥涵洪水频率标准相同。如有困难,除按河流2 天然状况设计外,并应适当考虑破坝可能对桥涵造成的不利影响。 4 在水坝上下游影响范围内的桥涵,如遇水库淤积严重等情况可能对桥涵造成不利影响时,桥 涵的设计洪水频率标准可酌量提高。 5有压和半有压涵洞的孔径应按设计路堤高度的洪水频率检算。 6改建既有线或增建第二线时的洪水频率,应根据多年运营情况和水害的具体情况加以考虑, 利用既有建筑物。 1.0.10 桥涵的建筑限界应符合现行相关标准的有关规定。 1.0.11 桥涵应
14、按铁路安全管理条例 (中华人民共和国国务院令第 639 号)的有关规 定,进行安全警示、保护标志,防护设施的设计。 1.0.12 改建既有线或增建第二线时,增建路段桥涵设计应采用新建标准,改建路段宜采 用新建标准。 1.0.13 桥涵设计除应符合本规范规定外,尚应符合国家现行的有关强制性标准的规定。 3 2 术语和符号 2.1 术 语 2.1.1 高速铁路 high-speed railway(HSR) 设计速度 250km/h(含预留)及以上动车组列车,初期运营速度不小于 200 km/h的 客运专线铁路。 2.1.2 城际铁路 intercity railway 专门服务于相邻城市间或城市
15、群, 旅客列车设计速度 200km/h及以下的快速、 便捷、 高密度客运专线铁路。 2.1.3 客货共线铁路 mixed passenger and freight railway 旅客列车与货物列车共线运营、设计速度 200km/h及以下的铁路。 2.1.4 重载铁路 heavy haul railway 满足列车牵引质量 8000t 及以上、轴重 27t 及以上、在至少 150km线路上年运量大 于 4000 万吨三项条件中两项的铁路。 2.1.5 铁路桥梁 railway bridge 铁路跨越天然障碍物或人工设施的架空建筑物。 2.1.6 铁路涵洞 culvert for railwa
16、y 横穿铁路路基,用以排洪、灌溉或作为通道的建筑物。 2.1.7 桥梁跨度 bridge span 桥梁顺桥方向两支承中心之间的距离。 2.1.8 桥长 length of bridge 梁桥系指桥台挡砟前墙之间的长度;拱桥系指拱上侧墙与桥台侧墙间两伸缩缝外端 之间的长度;刚架桥系指刚架顺跨度方向外侧间的长度。 2.1.9 特大桥 super major bridge 桥长 500m以上的铁路桥梁。 2.1.10 大桥 major bridge 桥长 100m以上至 500m的铁路桥梁。 2.1.11 中桥 medium bridge 4 桥长 20m以上至 100m的铁路桥梁。 2.1.12
17、 小桥 minor bridge 桥长 20m及以下的铁路桥梁。 2.1.13 桥墩 pier 支承相邻桥跨结构,并将其荷载传给基础的建筑物。 2.1.14 桥台 abutment 连接桥跨结构和路基的支挡建筑物。 2.1.15 列车竖向动力作用 vertical dynamic action of train 列车运行时对桥梁等结构产生的竖向动力作用。 2.1.16 列车离心力 centrifugal force of train 列车运行在曲线上产生的倾向曲线外侧的水平力。 2.1.17 列车制动力 braking force of train 运行的列车制动时,对建筑物产生的与运行方向相
18、同的水平力。 2.1.18 列车牵引力 tractive force of train 列车启动时,对建筑物产生的与运行方向相反的水平力。 2.1.19 列车摇摆力 lateral sway force of train 列车运行时对钢轨顶面产生的左右摇摆力。 2.1.20 伸缩力 force due to the thermal expansion of the deck 因温度变化,引起桥梁与长钢轨纵向相对位移而产生的纵向力。 2.1.21 挠曲力 force due to the deck bending under vertical traffic loads 在列车荷载作用下,桥梁挠
19、曲引起梁轨纵向相对位移而产生的纵向力。 2.1.22 断轨力 force acting on the bridge due to breaking of the CWR 因长钢轨折断,引起桥梁与长钢轨纵向相对位移而产生的纵向力。 2.1.23 长钢轨纵向力 longitudinal force of long rail 指伸缩力、挠曲力、断轨力的总称。 2.1.24 脱轨系数 derailment coefficient 车轮作用于钢轨的横向力与垂直力之比。 2.1.25 自振频率 natural frequency 5 由桥梁结构本身的质量、刚度和阻尼以及边界条件所确定的频率。 2.1.26
20、 动力系数 dynamic factor(impact factor) 列车运行对结构产生的动态响应 (动态挠度或应力) 对静态响应 (静态挠度或应力) 之比。 2.1.27 工后沉降 settlement after construction 铺轨工程完成以后,基础设施产生的沉降量。 2.2 符 号 2.2.1 外力和内力 p路堤作用于涵洞上的竖向土压力 e路堤作用于涵洞上的水平土压力、活载作用于涵洞上的水平土压力 q h 活载作用于涵洞上的竖向压力 土压力系数 K土压力系数、桥墩形状系数 1+ 动力系数 W风荷载强度、船只重或排筏重、列车竖向静活载 W 0 基本风压 P流水压力 F船只或排
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