国家铁路局发布《铁路桥涵设计规范》等4项铁道行业标准

<正>2017年1月2日,国家铁路局发布《铁路桥涵设计规范》(TB 10002—2017)、《铁路桥梁钢结构设计规范》(TB 10091—2017)、《铁路桥涵混凝土结构设计规范》(TB 10092—2017)和《铁路桥涵地基和基础设计规范》(TB 10093—2017)等4项铁道行业标准,自2017年5月1日起实施。新修订的4本桥涵系列设计规范是对2005版《铁路桥涵设计基本规范》等5本设计规范的全面整合修订。     

TB 10002—2017《铁路桥涵设计规范》主要修订内容解读

为满足铁路桥涵建设和发展需要、统一设计标准、提高设计水平、保障安全与质量,TB 10002—2017《铁路桥涵设计规范》在编制过程中广泛征求建设、设计、施工、运营及科研单位的意见,经反复修改完善修订而成。该规范在TB 10002.1—2005 《铁路桥涵设计规范》基础上,结合我国高速铁路、城际铁路、客货共线铁路及重载铁路桥涵建设、运营的实践经验和科研成果,在内容上有了较大扩充,多条条款也有较大修订。介绍该规范的修订背景、主要修订内容,对较为重要的修订条款进行解读,以期为相关人员准确理解与应用提供帮助。     

全预应力混凝土梁的长期变形计算

关于全预应力混凝土梁长期变形的设计计算问题,现行TB10002.3—99《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》中尚无明确条款。对此,基于大型商用软件SOFISTIK的计算结果,重点研究了预应力度、混凝土强度等级以及综合配筋指标等设计参数对全预应力混凝土梁长期变形的影响,指出按《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(2002送审稿)》和现行GB50010-2002《混凝土结构设计规范》的计算结果偏于不安全。提出了全预应力混凝土梁的长期变形增长系数需按混凝土龄期分时段取值的设计建议。     

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

回顾我国铁路桥涵设计规范的演变过程,并着重介绍2005版《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)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。     

《铁路桥涵混凝土和砌体结构设计规范》(TB10002.4—2005)简介

为贯彻铁路跨越式发展的要求,以及混凝土耐久性的要求和设计使用年限的要求,从铁路桥涵混凝土和砌体结构的材料最小强度等级及适应范围的变化、混凝土容许应力的变化等方面对《铁路桥涵混凝土和砌体结构设计规范》(TB10002.4—2005)进行介绍。     

城市轨道交通高架桥四线简支梁设计分析

以厦门市轨道交通4号线高架桥四线简支梁为研究对象,分析该梁的内力和变形情况,采用Midas Civil 2019分别建立单梁与梁格模型,对比分析二者支座反力、变形、最大弯矩、正截面应力等指标,分析结果表明,梁格模型与单梁模型计算结果较为吻合,并能较准确地反映梁体的实际受力情况。此外,还利用梁格模型完成了预应力横隔梁、桥面板的验算,其结果满足《铁路桥涵混凝土结构设计规范》(TB 10092—2017)相关规定要求。该梁格模型可以同时完成纵梁、横隔梁、桥面板的验算,建议在设计类似结构时重视预应力横隔梁对宽箱梁受力情况的影响。     

关于摩擦桩承载力计算深度修正的探讨

详细介绍《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTJ024— 85)和《铁路桥涵地基和基础设计规范》(TB10002.5—99)中关 于摩擦桩轴向受压容许承载力深度修正的问题,通过对两部规 范的比较,指出了计算桩长时须注意的问题,建议按现行的《铁 路桥涵地基和基础设计规范》规定的设计计算方法设计摩擦桩 基础,以确保桥梁基础工程的安全。     

城市轨道交通高架车站结构防撞设计探讨

据相关研究显示,国内现行规范所规定的汽车撞击力往往小于实测值,为保证轨道交通车站的结构安全,探索易于实际工程采用的等效汽车撞击力计算方法是十分必要的。在参考相关文献的基础上,借鉴《铁路桥涵基本设计规范(TB10002.1—2005)》中的船只撞击理论模型,根据能量守恒定律,得出相对保守的等效车辆撞击荷载计算方法。经与其他文献记载的实测资料对比,该计算方法所得出的计算结果与工程实测值比较吻合,具备一定的工程价值,在轨道交通车站防撞计算中,可以按此公式进行结构安全校核。     

《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》(TB10002.3—99)简介

重新从行车速度的提高、混凝土梁耐久性的要求、混凝土标号改用混凝土强度、钢筋强度向国际单位制靠拢以及预应力结构的分类等 1 1个方面介绍新的《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》(TB1 0 0 0 2 .3— 99)     

国内外钢筋混凝土铁路桥梁设计方法比较分析

在介绍了工程结构设计方法的演变历史之后,对我国铁路桥涵设计规范TB 10002.3—2005,美国铁路工程协会标准AREMA和欧洲桥梁设计规范EN 1992-2:2005中,钢筋混凝土铁路桥的设计方法和荷载组合进行了比较。分析表明,各规范考虑的主要设计荷载相同,但采用的荷载组合方法有所不同。我国铁路桥梁设计规范采用的是容许应力法;美国铁路工程协会标准采用两种方法,其中的使用荷载法与我国规范的容许应力法概念上相同;欧洲规范采用以概率论为基础的极限状态设计法,该方法能更合理地反映结构和构件的安全水平。各规范对裂缝和变形的控制和计算方法不同,我国铁路规范TB10002.3—2005裂缝和变形计算均采用荷载的标准值,美国铁路规范AREMA通过限制纵筋应力实现裂缝控制,不具体计算裂缝的宽度,变形计算采用未乘系数的荷载,欧洲规范EN 1991-1-1:2004裂缝和变形计算采用荷载的准永久组合。     

温度作用下预应力混凝土连续梁内力计算的另一种方法

桥梁结构构件中经常存在温差的作用。针对不同的结构设计内容,我国相应的规范如公路桥涵设计规范和铁路桥涵设计规范建议了各种不同的温差作用考虑方法。按照公路桥规和铁路桥规推荐的方法,在进行连续梁温差作用计算中,需分别进行次弯矩的计算和荷载效应组合,其过程较为复杂。为此,本文从预应力设计中荷载平衡的观点出发,推导了另一种计算方法,并运用此方法进行了范例的计算。     

铁路桥梁钢筋混凝土构件抗剪设计方法分析比较

对我国铁路桥涵设计规范TB10002.3—2005,美国铁路工程协会标准AREMA和欧洲桥梁设计规范EN 1992-2:2005中,铁路桥梁钢筋混凝土构件受剪承载力设计方法进行了比较。分析表明,我国规范和AREMA使用荷载法的设计方法与容许应力的规定基本相同。AREMA荷载系数法采用定角桁架模型,剪应力由混凝土和箍筋共同承担,欧洲规范采用变角桁架模型,受剪承载力由箍筋屈服时剪力和混凝土压杆压碎时剪力的较小值确定。按美国AREMA使用荷载设计法和荷载系数设计法计算的构件受剪承载力基本持平。     

铁路桥梁钢筋混凝土构件抗弯设计

对我国铁路桥涵设计规范TB10002.3—2005,美国铁路工程协会标准AREMA和欧洲桥梁设计规范EN1992—2:2005中,铁路桥梁钢筋混凝土构件受弯的承载力计算方法进行了比较。分析表明,美国AREMA的使用荷载设计法,与我国铁路规范的容许应力法概念上是相同的,但规定的容许应力小于我国规范。AREMA荷载系数设计法与欧洲规范的设计表达式相近,不同点是荷载系数设计法采用统一的强度折减系数,而欧洲规范分别采用混凝土和钢筋的强度设计值。美国规范使用荷载法较荷载系数法保守。     

收缩徐变作用下铁路连续刚构桥-轨道系统受力特性

通过建立(72+128+72)m高速铁路大跨度连续刚构桥-双线无砟轨道系统仿真模型,揭示收缩徐变作用下大跨度连续刚构桥与轨道相互作用规律,分析收缩徐变模式、混凝土养护条件等主要设计参数对系统受力和变形的影响,探讨采用整体升温代替收缩徐变效应计算的可行性。研究表明:随着服役时间的延长,收缩徐变作用下系统的受力与变形逐渐增大;采用梁体降温30℃计算的钢轨应力和竖向位移无法包络收缩徐变效应引起的钢轨应力和位移,《高速铁路设计规范》中建议采用整体降温10℃来模拟收缩徐变的方法并不适用于梁-轨相互作用分析。     

钢-混组合结构桥梁混凝土的收缩徐变效应

首先讨论混凝土收缩作用的等效降温取值问题，分析了构件理论厚度、环境平均相对湿度、预制板存梁期等因素对混凝土收缩的影响。然后探讨收缩徐变应力计算方法，并结合工程实例分析了混凝土徐变、抗剪连接键滑移和次内力对收缩应力的影响。最后提出了补偿收缩混凝土应用于钢-混组合梁桥时的注意事项。结果表明：对于我国大多数地区按等效降温15℃计算的收缩效应值较实际值偏小；抗剪连接键滑移主要影响距梁端1/10跨径范围内的应力分布；连续梁的混凝土板由收缩二次内力引起的结构应力远大于收缩一次内力引起的结构应力；补偿收缩混凝土的限制膨胀率宜根据收缩应变预测值和微膨胀对结构的不利影响综合确定。     

新隧规采用概率极限状态设计法简介

阐述新版《铁路隧道设计规范》(TB1 0 0 0 3— 99)结构设计采用概率极限状态方法的前期科研工作 ,介绍新隧规结构设计部分的主要修订内容、结构极限状态设计法的建立和表述 ,以及隧道稳定性位移判别和稳定可靠指标的计算 ,以利新隧规的实施。     

自然环境温度作用下徐变对预应力混凝土桥梁挠度影响研究

基于开展自然环境条件下徐变试验,对现行的和考虑温度影响的徐变模型对于自然环境温度条件的适用性进行检验。结合目前通用桥梁有限元程序,实现应用选取出的组合徐变模型将变温作用引入到铁路PC连续梁桥的徐变效应分析中。通过将基于组合徐变模型和《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)分析得到的梁体挠度结果进行比较,探讨忽略实际环境温度变化对徐变影响可能导致的对铁路PC连续梁桥结构变形状态的认知偏差。研究结果表明:考虑变温影响后的徐变预测结果与自然环境条件下徐变试验结果更为贴近;不同变温历程下,PC连续梁桥梁体徐变挠度的变化趋势和挠度量值表现出明显差异;忽略桥址处自然环境温度变化对徐变影响,可能使设置的预拱度与实际产生较大偏差,有时甚至方向相反而加剧梁体上拱或下挠问题,严重影响桥上轨道的平顺性和桥梁结构的安全性。桥址处环境温度变化对施工、运营乃至后期维护期间的桥梁梁体徐变挠度的影响均较为明显,应予以考虑。     

铁路隧道混凝土强度参数取值探讨

现行《铁路隧道设计规范》中采用的混凝土极限强度与《混凝土结构设计规范》不一致，现行《铁路混凝土强度检验评定标准》中也没有给出混凝土极限强度的定义及检验方法，上述问题给铁路隧道结构设计带来困扰。采用调研与计算相结合的方法，对混凝土极限强度的由来和极限强度与强度标准值关系开展了分析论证，研究结果表明：铁路隧道结构设计中采用的混凝土极限强度最早来源于202组棱柱体混凝土试件的试验统计结果；混凝土极限强度与混凝土强度标准值存在数值对应关系，但两者的保证率不同(混凝土极限强度的保证率为84%,而混凝土强度标准值的保证率为95%);若铁路隧道结构统一采用混凝土强度标准值进行设计，对于钢筋混凝土衬砌无影响，对于素混凝土衬砌会导致衬砌厚度增大；《铁路隧道设计规范》中混凝土强度参与宜与《混凝土结构设计规范》中的规定相统一，这样即可保证隧道结构与其它结构的可靠性的一致性，也可消除的混凝土强度检验无标准可参照的困扰。     

《铁路桥涵地基和基础设计规范》(TB10002.5—2005)简介

为贯彻落实铁路跨越式发展的要求,根据铁道部建设管理司的安排,对《铁路桥涵地基和基础设计规范》(TB10002.5—99)进行了修订,列出了主要修订内容及其修订原因,以帮助大家理解和使用。     

标准规范

关于发布《铁路电力设计规范》(TB10008—2007)的通知铁建设[2007]37号各铁路局,投资公司,各铁路公司(筹备组):《铁路电力设计规范》(TB10008—2007),经审查现予发布,自发布之日起施行。原《铁路电力设计规范》(TB10008—99)、《电气化铁路电力设计规定》(TBJ23—89)、《铁路电