20xx铁路桥涵混凝土和砌体结构设计规范

20xx铁路桥涵混凝土和砌体结构设计规范内容摘要：

材料最低强度等级 适用范围 水泥砂浆 石料 混凝土 片石砌体 M10 MU50 涵洞的翼墙及其基础 M10 MU30 沉井填心、拱桥填腹及铺砌防护工程 块石砌体 M10 MU50 涵洞的拱圈 粗料石砌体 M10 MU60 拱桥和拱涵的拱圈 混凝土块砌体 M10 C20 拱桥的拱圈、桥墩台身及基础。 涵洞的拱圈、边墙、端墙 及基础。 涵洞的帽石、翼墙及其基础 混凝土 C20 拱桥的拱圈。 桥墩台身及基础。 涵洞的拱圈、边墙、端墙、 翼墙、帽石、 基础 C15 沉井填心、拱桥填腹及铺砌防护工程 注：整体浇注的混凝土，除拱圈外，墩台身、基础及沉井填心等截面尺寸较大部位，均可掺片石。 片石数量不应大于总体积的 20%，石料强度等级不应低于 MU50。 ，应为不易风化的。 对于浸水和潮湿地区的石砌体主体工程石料，软化系数应不低于。 在年最冷月份平均温度为 5℃至 15℃的地区或 15℃以下的地区采用石砌体时，除气候干旱不受冰冻影响者外，主体工程所用石料应符合抗冻试验的要求。 对年最冷月份平均温度为 5℃至 15℃或 15℃以 下的地区，采用整体浇注混凝土或混凝土块砌体的墩台，其混凝土强度等级不应低于 C25；对于涵洞的帽石、翼墙及其基础，当采用砌体，其水泥砂浆强度等级不应低于 M10。 注：软化系数系指石料在饱和状态下与干燥状态下试块极限抗压强度的比值。 受侵蚀性环境水作用的结构物，其水泥砂浆或混凝土均应采用具有抗侵蚀性能的集料和特种水泥配制，应按国家和铁道部有关标准采取抗侵蚀和耐腐蚀措施。 环境水对混凝土侵蚀类型及侵蚀程度的判定应按附录 A判定。 当环境水对混凝土具有侵蚀时，弱侵蚀时混凝土的抗渗等级应 4 达到 P6,中等侵蚀混凝土 的抗渗等级应达到 P8。 强侵蚀时混凝土的抗渗等级应达到 P10。 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。 ，整体浇注混凝土时不应小于。 石砌体的外露面应根据需要用天然石料镶面并勾缝。 镶面石料及水泥砂浆的强度等级不应低于砌体的强度等级。 当镶面石料来源有困难时，可采用强度等级不低于 C20的混凝土块代替。 ： 1 水泥砂 浆砌片石，其厚度不小于 ，下设 、砾砂、碎石或卵石垫层； 2 干砌片石的厚度不小于 ，下设的粗砂、砾砂、碎石或卵石反滤层的厚度，在渗水土上铺设时不小于 ，在普通土上铺设时不小于 ； 3 栽砌漂石 (代替干砌片石铺砌 )的厚度不小于 ，对形状为扁平者，不小于 ，下设反滤层的规定与干砌片石相同。 铁路桥涵混凝土和砌体结构设计除应符合本规范外，尚应符合国家现行的有关强制性标准的规定。 5 2 术语和符号 concrete structure 桥涵中以混凝土作为主要建筑材料整体浇注成的结构。 block masonry structure 桥涵中以混凝土块或石块用水泥砂浆砌成的结构。 arch bridge 以拱圈或拱肋作为桥跨结构的桥。 arch culvert 洞身顶部呈拱形的涵洞。 solid pier and abutment 墩身和台身为实体的桥墩和桥台。 hollow pier 墩身为空腔体的桥墩。 MU—— 石料强度等级的代号 M—— 水泥砂浆强度等级的代号 C—— 混凝土强度等级的代号 N—— 作用于墩台顶面处的轴向压力 Ncr—— 墩台顺截面回转半径较小方向弯曲的纵向弯曲 (屈曲 )临界荷载 K—— 安全系数 e—— 墩台身或拱圈横截面上合力的偏心距 S—— 沿墩台身截面重心与合力作用点的连线上量取，自截面重心至该连线与截面外包轮廓线的交点的距离 S0—— 截面重心至最大压应力边缘的距离 6 3 材料及容许应力 《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规 范》（ ）的规定确定。 石料的强度等级应以边长 7cm 的立方体试件，在饱和湿度条件下的抗压极限强度，按表 确定；石料的试块也可采用边长 20cm 的立方体，将其在饱和湿度条件下求得的抗压极限强度乘以常数 ，换算成边长 7cm 立方体试块的抗压极限强度，按表 强度等级。 水泥砂浆的强度等级为根据标准方法制作边长 ，在标准养护条件下 28d龄期的抗压极限强度，按表。 表 石料强度等级及其抗压极限强度 (MPa) 石料强度 等级 MU120 MU100 MU90 MU80 MU70 MU60 MU50 MU40 MU30 抗压极限 强度 120 100 90 80 70 60 50 40 30 表 (MPa) 水泥砂浆强度等级 M20 M10 抗压极限强度 20 10 〔σ c〕应按表。 ，应按表。 ，表 应力，除纯剪应力外，可乘以下列系数： 主力 主力 +附加力 主力 +特殊荷载 E0=12GPa。 混凝土及片石混凝土的受压弹性模量按铁道部现行的《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》采用。 7 表 石 砌 体和混凝土块砌体中心及偏心受压容许应力 (MPa) 砌体种类 石料和混凝土块 强度等级 水泥砂浆强度等级 M20 M10 片石砌体 MU100 MU80 MU70 MU50 MU30 块石砌体 MU100 MU80 MU70 MU50 粗料石 砌 体 MU120 MU100 MU80 MU60 混凝土块砌 体 C30 C25 C20 C15 注： 1介于表列石料或水泥砂浆的强度等级之间的其他砌体的受压容许应力，可用内 插确定； 2 如有特殊需要必须采用细料石及半细料石砌体时，其受压容许应力可按粗料石 砌体的受压容许应力，分别乘以提高系数 ，但提高后的受压容 许应力，不应大于表 ； 3 当混凝土块厚度 h超过 ，应乘以下列提高系数： h≤ C=+ h＞ C=+≤ 表 混凝土的容许应力 (MPa) 应力种类 符号 混凝土强度等级 C30 C25 C20 C15 中心受压 〔σ c〕 弯曲受压及偏心受压 〔σ b〕 弯曲拉应力 〔σ bl〕 纯剪应力 〔τ c〕 局部承压应力 〔σ c1〕 注： 1片石混凝土的容许压应力与混凝土相同； 2 A、 Ac符号的意义及计算方法同《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》。 8 4 拱桥 ，可根据实际资料，考虑混凝土徐变的影响；如缺乏具体资料时，可按弹性体系计算，所用的弹性模量，可近似地分别采用混凝土受压弹性模量的 70％和 45％。 25m的混凝土块砌体的拱桥和石砌的拱桥，当矢跨比等于和 大于 1／ 5时，可不计温度变化的影响。 e应符合下列规定： 主力 e≤ 主力十附加力 e≤ 式中 h为拱圈截面的高度。 ：  σσ  IMxAN () 式中 N， M—— 作用于拱圈截面上的法向压力 (MN)和弯矩 (MN m)； A， I—— 分别为拱圈截面面积 (m2)和截面绕垂直弯矩作用平面的轴线的惯性矩 (m4)； x—— 检算应力点至截面中心的距离 (m)； 〔σ〕 —— 中心受压或偏心受压容许压应力 (MPa)。 混凝土和石砌拱圈不计截面拉应力。 当按上式检算出现拉应力时，根据截面压应力成三角形分布和压应力的合力与 N相平衡的假定，检算截面的最大压应力，其最大压应力不应大于拱圈容许压应力。 构 造 ，拱顶至轨底间的填料厚度不应小于 ，也不宜过大，并应以经筛选的坚硬未风化的碎石或经挑选洗净的卵石填充。 10m，且侧墙间用无侧压的材料填筑时，侧墙厚度可不 经计算采用1m。 ，应采用混凝土或浆砌片石。 ，均应加镶面。 20cm。 石砌飞檐可用长度不小于厚度两倍的石料砌成。 飞檐石承托在侧墙顶的长度，必须大于其悬出长度的 倍，并不得小于 30cm。 飞檐石悬出长度不应小于 10cm。 9 5 墩 台 计 算 在各种荷载组合作用下，混凝土的实体墩台身截面上法向合力的偏心距  应符合下列 规定 (图 )： 图 截面上合力偏心距示意图 O—— 截面重心； P——— 合力作用点； B—— OP连线与截面外包轮廓线的交点。 主力 e≤ 主力 +附加力 圆形截面 e≤ 主力 +附加力 其他形状截面 e≤ 主力 +特殊荷载 e≤ 式中 S系沿截面重心与合力作用点的 连线上量取，自截面重心至该连线与截面外包轮廓线的交点的距离。 ，其整体纵向稳定性应按下式检算： KNNcr (— 1) 式中 N—— 作用于墩台顶面处的轴向压力 (MN)； K—— 安全系数，对于整体灌注的混凝土墩台，主力时 K=，主力加附加力时 K=；对于片石砌体，主力时 K=；主力加附加力时 K=；对于混凝土块砌体，主力时 K=，主力加附加力时 K=； Ncr—— 墩台顺截面回转半径较小方向弯曲的纵向弯曲 (屈 曲 )临界荷载 (MN)， 020020014 m Eα114 m EαN crARlIlICdd （ ） 式中： E0 为墩台身的受压弹性模量，对于整体浇注的混凝土墩台采用《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》中的混凝土受压弹性模量，对于石砌体按本规范第 ，对于混凝土块砌体， E0≈ 900Rc； Rc 为墩台身的抗压极限强度 (MPa)，对于整体灌注的混凝土墩台可采用《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》中轴心抗压极限强度 fc 10 值，对于混凝土块和石砌体按 Rc=K〔σ c〕求算，这里〔σ c〕为混凝土块砌体或石砌体的中心及偏心受压容许应力 (MPa)，按表 ； K 为安全系数，见上面所列； Id 为墩台底截面绕垂直弯曲方向重心轴的全截面惯性矩 (m4)； A0 为墩台平均截面的全面积 (m2)，对于上面小、下面大的实体桥墩， A0为整个墩身平均截面的全面积； l0 为整个墩台的计算长度； α 为刚度修正系数，可近似按α =[／ (+ e 0／ h)]+，该公式中的 e 0为顺弯曲方向轴向压力 N对墩台平均截面重心的偏心距，对于上面小、下面大的实体桥墩， e 0 为顺弯 曲方向 N 对墩台身平均截面重心的偏心距(m)； h 为该截面顺弯曲方向的长度 (m)； m 为变截面影响系数，按表 ； I0 为墩台顶截面绕垂直弯曲方向重心轴的惯性矩 (m4)。 表 m 值 I0/Id 10 m π 2/4 ：    x yxy xy I yMIMA GNσ （ ） 式中 σ —— 墩台中任一检算截面上的压应力 (MPa)； N—— 作用于墩台顶面处的轴向压力 (MN)； G—— 检算截面以上顺轴向的墩台自重 (MN)； A—— 检算截面的全面积 (m2)； [σ ]—— 墩台的中心受压或偏心受压容许压应力 (MPa)； Mx， My—— 检算截面上对重心轴 x和 y的弯矩 MN m)； I0， Iy—— 检算截面绕重心轴 x和 y的全截面惯性矩 (m4)； x， y—— 检算截面上最大应力点或最小应力点的坐标 (m)； η x，η y—— 检算截面上弯矩 My和 Mx 的增大系数： 21111η039。 x luBNKNxc r x  （ ） 21111η039。 y luBNKNyc r y （ ） 这里 K为安全系数，按第。 u′为计算位置，对于上端自由、下端固结 11 的情况， u′ =u；对于上下端均铰结的情况，当 u≤20l时， u′ =u；当 u≥20l时， u′ =0l u，其中 u为墩台顶面至检算截面的距 离 (m)； 0l 为墩台侧向稳定性检算的计算长度 (m)，按《。