張欣智 馬孟啟
(桂林理工大學(xué) 土木與建筑工程學(xué)院,廣西 桂林 541004)
1 橋臺(tái)尺寸擬定。目前采用的矩形空心橋臺(tái)主要有兩種形式,一種是配合簡(jiǎn)支箱梁的混凝土矩形空心橋臺(tái),其臺(tái)長(zhǎng)為固定值,另一種是配合簡(jiǎn)支T梁的鋼筋混凝土空心橋臺(tái),其臺(tái)長(zhǎng)隨填土高而變化。兩種橋臺(tái)及錐體形式如上圖示。
1.1 支承墊石尺寸。支承墊石對(duì)應(yīng)于支座位置設(shè)置,墊石平面尺寸根據(jù)支座底板尺寸按構(gòu)造要求選定,支座底板尺寸可按所選用的支座噸位從相應(yīng)的支座安裝圖中查取,《鐵路橋涵設(shè)計(jì)基本規(guī)范》第5.3.8條規(guī)定,支承墊石的外邊緣距支座底板的邊緣為0.15~0.2m。
如果墩、臺(tái)位于曲線上、坡道上或者直曲線上的墩、臺(tái)合并設(shè)計(jì),則還應(yīng)考慮曲線及坡道上梁縫增加的影響,適當(dāng)加大支承墊石的尺寸。
采用盆式橡膠支座時(shí),支承墊石厚度一般采用0.35m。
1.2 頂帽尺寸。橋臺(tái)的頂帽采用矩形截面,墩、臺(tái)頂帽尺寸的選定應(yīng)滿足以下條件:
a、頂帽尺寸應(yīng)考慮梁跨、墩臺(tái)身尺寸、施工、架設(shè)及電氣化等要求決定。
b、對(duì)于采用T梁普通鐵路,頂帽邊緣至支承墊石邊緣的距離不應(yīng)小于《鐵路橋涵設(shè)計(jì)基本規(guī)范》第5.3.8條的規(guī)定,如順橋方向跨度L≥20m時(shí)為0.40m、橫橋方向?yàn)?.50m;對(duì)于采用整孔箱梁的客運(yùn)專線及城際鐵路,頂帽順橋向和橫橋向到支座邊緣的距離應(yīng)大于下表的規(guī)定。
橋臺(tái)大樣圖1
橋臺(tái)大樣圖2
橋臺(tái)頂帽及墊石構(gòu)造示意圖
c、頂帽橫橋方向的最小寬度應(yīng)滿足《鐵路橋涵設(shè)計(jì)基本規(guī)范》第5.3.9條的規(guī)定,如跨度L≥20m時(shí)不小于6m。
d、頂帽上設(shè)置排水坡,防止表面及支座存水,必要時(shí)設(shè)置突出墩臺(tái)身0.1~0.2m的飛檐。
e、頂帽尺寸同時(shí)還應(yīng)滿足養(yǎng)護(hù)維修和預(yù)留更換支座時(shí)頂梁的位置。
支座邊緣至墩臺(tái)邊緣的距離
1.3 前墻及托盤(pán)尺寸。前墻順橋向?qū)?yīng)于頂帽選定尺寸,根據(jù)構(gòu)造需要可設(shè)置飛檐,也可不設(shè)置飛檐,對(duì)于目前采用的矩形空心橋臺(tái),橫橋向采用與后墻等寬。如果頂帽橫橋向尺寸較寬,則在頂帽下設(shè)托盤(pán)與前墻連接,托盤(pán)順橋向與前墻等長(zhǎng),橫橋向與前墻等寬,橫橋向斜率不小于1:1,采用托盤(pán)形式時(shí),一般需要設(shè)置飛檐。
1.4 后墻尺寸。后墻順橋向長(zhǎng)度由橋臺(tái)長(zhǎng)度計(jì)算而來(lái),橫橋向與軌道板底面同寬。當(dāng)采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)時(shí),空心部分壁厚一般為0.6m,設(shè)一個(gè)或多個(gè)空孔;若為混凝土結(jié)構(gòu),則應(yīng)根據(jù)受力的需要設(shè)計(jì)空孔的尺寸。
橋墩縱向偏心距設(shè)置橋墩橫向偏心距設(shè)置
分離式墊石示意圖
矩形頂帽及墊石構(gòu)造示意圖
圓端形頂帽及墊石構(gòu)造示意圖
1.5 軌道板尺寸。軌道板頂面形式及尺寸與線路軌道一致采用,順橋向長(zhǎng)度即為臺(tái)長(zhǎng),橫橋向頂、底寬一般與橋臺(tái)所接梁的頂、底寬一致。
2 橋墩尺寸擬定
2.1 偏心距的設(shè)置。如果橋墩兩側(cè)為等跨簡(jiǎn)支梁或者兩側(cè)恒載反力對(duì)墩中心的力矩相當(dāng),可不設(shè)置縱向偏心,否則,應(yīng)設(shè)置一定的縱向偏心,以抵消恒載所產(chǎn)生的恒載縱向力矩。
由于新建鐵路等級(jí)都較高,曲線半徑足夠大,所以,一般不需要設(shè)置橫向偏心,但對(duì)于特殊情況下,如小半徑曲線上的單線橋,當(dāng)驗(yàn)算需要時(shí),則可考慮設(shè)置橫向偏心,用豎向力產(chǎn)生的橫向力矩抵消離心力所產(chǎn)生的橫向力矩。
2.2 支承墊石尺寸。支承墊石的位置設(shè)置及尺寸選定如前述,但對(duì)于不同的梁跨組合,支承墊石的設(shè)置有所不同,當(dāng)兩側(cè)對(duì)應(yīng)梁跨的梁高、支座高度以及支座橫橋向中心距完全一致時(shí),可以設(shè)置一個(gè)整體式的支承墊石,否則,應(yīng)該設(shè)置分離式的支承墊石。
2.3 頂帽尺寸。橋墩頂帽一般采用矩形和圓端形兩種截面形式,其尺寸選定要求如前述,只是在圓端形頂帽的圓弧段范圍,以支承墊石或者支座底板的角點(diǎn)至圓弧的垂直距離控制,其值不小于矩形頂帽順橋向的規(guī)定值。
當(dāng)兩側(cè)梁高+支座高度差別較大,不能用支承墊石的高度進(jìn)行調(diào)整時(shí),頂帽設(shè)計(jì)為不等高,其高差為兩側(cè)軌底至墊石頂高度的差值。
2.4 墩身及托盤(pán)尺寸。橋墩較低時(shí),墩身一般采用直坡;橋墩較高時(shí),則需要采用斜坡,坡率值應(yīng)根據(jù)計(jì)算需要合理選用,盡量做到經(jīng)濟(jì)、美觀。設(shè)置托盤(pán)的橋墩,其墩身尺寸應(yīng)滿足下圖所示的構(gòu)造要求。
托盤(pán)式頂帽構(gòu)造要求示意圖
3 結(jié)語(yǔ)
這些設(shè)計(jì)的規(guī)范和內(nèi)容都是通過(guò)大量的工程實(shí)例中總結(jié)而來(lái),我國(guó)現(xiàn)在大量的修建高速鐵路以及客運(yùn)專線,所用到的方法大部分為上述提供。因此這些方法的應(yīng)用前景非常廣泛。
[1]《鐵路橋涵設(shè)計(jì)基本規(guī)范》.(TB10002.1-2005).
[2]《鐵路橋涵施工規(guī)范》.(TB10203-2002).