铁路桥梁总体设计理念及易出现的问题.ppt

1、铁路桥梁总体设计理念及易出现的问题铁路桥梁总体设计理念及易出现的问题铁路桥梁总体设计理念及易出现的问题铁路桥梁总体设计理念及易出现的问题主主主主 要要要要 内内内内 容容容容一、当代铁路桥梁设计当代铁路桥梁设计理念理念二、铁路桥梁总体设计铁路桥梁总体设计三、铁路桥涵设计中易出现的问题三、铁路桥涵设计中易出现的问题 四、当代中国铁路桥梁发展现状四、当代中国铁路桥梁发展现状一、当代铁路桥涵设计当代铁路桥涵设计理念理念 1、设计为运输服务：免维修或少维修，运用大型养路机械，养护机械化是趋势。2、社会认可:设计不仅需要得到内部验证和系统内部审查，而且要得到地方政府各部门的认可。3、新震规对抗震设计进行

2、了加强，其主要修订内容：按多遇地震、设计地震、罕遇地震对铁路构筑物进行多水准设防，以“三水准设防、二阶段设计”的思想取代过去“抗震强度”的设防思想。所谓三水准设防，即“小震不坏、中震可修、大震不倒”。在设计方法上采用二阶段设计，只考虑多遇地震和罕遇地震作用的情况，认为构筑物只要满足多遇地震和罕遇地震的设防要求，设计地震的要求自然满足。第一阶段设计是相对于多遇地震的弹性设计，并按设计地震检算上、下部结构连接构造的安全；第二阶段设计是对应于罕遇地震进行的非线性设计。一、当代铁路桥涵设计当代铁路桥涵设计理念理念 位于设防烈度6度地区、场地类别为、类的重要桥梁，应按7度区采取防止落梁措施；7度及以上地

3、区桥墩宜设置护面钢筋；钢筋混凝土桥墩延性设计。一、当代铁路桥涵设计当代铁路桥涵设计理念理念 4、提高桥梁的耐久性：主体结构设计使用年限为100年。遵循的设计原则：合理的结构构 便于施工检查、维修 选用好的混凝土材料 合理的混凝土配合比 可靠的防腐措施 具体变化是 混凝土标号普遍提高 混凝土保护层厚度增加 注意铁建设2007140号文 一、当代铁路桥涵设计当代铁路桥涵设计理念理念一、当代铁路桥涵设计当代铁路桥涵设计理念理念5、投资控制：静态投资：可研比预可投资不得超过10%初步设计比可研不得超过5%（预备费相差5%）施工图不能超过初步设计投资，也不得低于初步设计投资96%。施工图和变更设计概算清

4、理比初步设计投资不得超过2%意味着必须高度重视预可、可研工作，尤其是可研。可研投资一旦确定，初步设计和施工图投资也就确定了。因此，可研工作是投资控制的关键。6、以人为本：通过满足安全、舒适、耐久、环保和便于养护维修加以实现，基础设计减少挖孔桩应用范围，少占农田。7、桥梁景观设计：特殊大桥、跨越高速公路和一级公路的桥梁以及穿越城市的桥梁宜进行景观设计。一、当代铁路桥涵设计当代铁路桥涵设计理念理念8、更加注重安全设计：严禁在影响铁路桥梁稳定的范围内挖沟、掘洞、耕种、引水、取土、采砂、采矿、采石；小于5米的立交和通道需设置限高防护架；防灾救援的考虑；公路上方或路边施工桥墩时安全网或防护棚架、基坑防护

5、及相关警示标志的设置；水中和公路路边桥墩防撞设计；一、当代铁路桥涵设计当代铁路桥涵设计理念理念一、当代铁路桥涵设计当代铁路桥涵设计理念理念当公路跨越铁路时，应在跨线桥上设置刚性防护网，并在两端设置延长防护网；水中桥墩施工期的防撞和行洪安全设计；为确保人身安全和设备安全，桥梁防雷及接地设计；既有线增建二线桥涵设计应考虑对既有桥涵安全的影响，提出施工安全措施，规定施工关键工序。一、当代铁路桥涵设计当代铁路桥涵设计理念理念9、环保要求越来越高：体现在减少自然边坡开挖，边坡防护少用浆砌片石；减少高桥台的使用。环境敏感点增多，桥梁上设置声屏障增多。一、当代铁路桥涵设计当代铁路桥涵设计理念理念10、桥涵设

6、计应考虑项目系统设计要求，统筹考虑设计的合理性，既要考虑桥涵自身的系统性设计，又要考虑与其它专业间的相互系统关系。11、桥涵设计应向大跨、新结构方向发展，力求工业化和标准化。12、工程质量终身负责制：规范是一般情况下必须满足的最低要求和共同遵守的共性要求。执行规范时，涉及结构安全和系统功能的技术指标慎重使用最低标准。执行规范并不免除设计单位及设计人员的质量责任，不能照搬照套标准。13、类变更设计问责制。14、精细化设计：发生顺沟、顺路、局部改移管线的，应做出设计，列入工程数量。大临工程需做设计。15、珍惜土地：客运专线7.2米，其他5.8米 一、当代铁路桥涵设计当代铁路桥涵设计理念理念二、铁路

7、桥梁总体设计二、铁路桥梁总体设计1、桥梁设计需要考虑的主要因素：地形、地质、水文、气象、地震、通航、行洪、道路、管线等桥址环境及施工。2、桥梁纵向坡度：明桥面钢结构桥梁：一般4，困难8。道碴桥面桥梁：特殊设计的桥梁一般宜小，线路条件设计不困难时，平坡最佳；困难时最大可采用18。大跨度钢桥一般应采用平坡。二、铁路桥梁总体设计二、铁路桥梁总体设计3、桥梁平面线路条件：大跨度桥梁一般宜采用直线桥，困难条件下，200米以下的混凝土刚构桥和连续梁桥可采用曲线桥。钢桥一般应采用直线。4、桥高的选择：V形峡谷的桥高以跨度加以确定，如采用上承式拱桥，正在进行施工图设计的最大跨度已达380米，矢跨比1/41/4

8、.5；我院正在进行可研设计的上承式拱桥跨度已达560米，矢跨比1/4.5，以此确定桥梁高度。如采用梁桥桥墩最大高度一般宜控制在120米左右，8度以上地震区桥墩高度一般宜控制在100米左右，特殊情况通过计算确定。跨越道路的桥梁应考虑施工净空和道路纵坡的影响。二、铁路桥梁总体设计二、铁路桥梁总体设计5、桥位选择：旱桥桥位选择：应尽量避免活动性断层、滑坡、特别深的软土层及大型泥石流等不良地质地段。跨河桥梁桥位选择：原则上桥梁轴线与河流水流方向的法向夹角不宜大于5。尽量避免河流弯道。困难条件下，可适当突破。二、铁路桥梁总体设计二、铁路桥梁总体设计6、桥梁孔跨布置的原则一般采用32米梁，当大于3个桥墩墩

9、高超过60米时，宜比较大跨度连续结构的方案。软土地区布孔及岩溶地区布孔：无论桥高多矮，少用24米梁，尽量采用32米梁。跨越河流的桥梁根据航道和行洪要求布孔，必要时通过航道和行洪论证确定。跨越道路的桥梁根据通道协议确定。二、铁路桥梁总体设计二、铁路桥梁总体设计7、梁型选择：一般选择24、32米简支梁，跨度为48至200米左右时，墩高较矮或高烈度地震区，可选择预应力混凝土连续梁；墩高较高或低烈度地震区，可选择预应力混凝土连续刚构。大于200米的桥梁或线路标高受到限制时可选择下承式的系杆拱桥、钢桁梁桥、钢桁拱桥、斜拉桥或梁拱、梁索组合结构。700米以上的桥梁宜研究采用悬索桥。8、墩型选择：可选择矩形

10、墩、圆端形墩，墩高不大于15米可选用双柱墩，水中桥墩和高墩一般选择圆端形墩。另外根据景观需要也可选用其它桥墩形式。一般一座桥梁的墩型宜统一。二、铁路桥梁总体设计二、铁路桥梁总体设计9、基础形式的选择：基本承载力大于0.30MPa的平坡地貌，埋深不大于7米且无水时可采用明挖扩大基础，坡度较陡时，为减少对自然坡面的破坏，埋深控制应更加严格，必要时甚至改用桩基础。河中卵石土不宜采用明挖扩大基础。其它情况一般采用桩基础，坡度较陡时，承台可考虑露出地面，以减少坡面开挖。其它视地质情况也可采用嵌固基础、沉井或挖井基础。二、铁路桥梁总体设计二、铁路桥梁总体设计10、批复意见的执行：部鉴定中心的鉴定意见是代表

11、铁道部的，必须严格执行。各级审查人员在会审和审图时，一定要对照鉴定意见，检查会审决定和出图文件是否符合鉴定意见。部鉴定中心审查时，如有不同意见，要及时沟通。鉴定意见初稿时如还有不同意见，要及时沟通，力争在正式意见下发前统一意见。在这方面我们有很深刻的教训。二、铁路桥梁总体设计二、铁路桥梁总体设计11、类变更设计：应严格控制类变更设计的上报。确需上报时，应及时向集团公司分管总工程师汇报，并及时与鉴定中心沟通，得到同意后才能上报。并注意取得类变更设计上报依据-四方会议纪要或业主文件。12、通道孔径的确定：不仅要考虑现状道路情况，还要考虑未来发展，并结合通道长度综合考虑。一般孔径不宜小于4米。某线货

12、场通道因既有道路宽只有2米而采用3米孔径、70米长的通道，完全未考虑货场进出需要。二、铁路桥梁总体设计二、铁路桥梁总体设计13、桥梁与其它专业的关系线路：桥梁专业提供水文控制标高、通道净空、涵洞净空、控制桥梁的线路条件要求，线路专业开放设计后桥梁专业应及时检查线路资料是否满足桥涵要求，不满足时提请线路专业修改线路资料，重新开放。地质：桥梁孔跨布置与地质条件密切相关，地质专业根据桥梁专业的初步孔跨布置，应先进行控制性钻孔，提供给桥梁专业进一步核实孔跨布置的合理性，经桥梁专业确定后再铺开钻孔。尤其跨越河流、断层、不良地质的桥梁以及特殊设计的桥梁。二、铁路桥梁总体设计二、铁路桥梁总体设计路基（站场）

13、：注意把握桥梁涵洞位置与路基排水的协调关系；涵洞基础加固处理与相邻路基地基处理协调一致，以保证涵路过渡平顺。桥台台尾里程应及时提供给路基专业，路基专业及时确认，不满足路基专业要求时，协商调整桥梁孔跨。二、铁路桥梁总体设计二、铁路桥梁总体设计轨道（站场）：桥梁桥墩纵向刚度和梁端转角满足轨道专业的要求。桥墩纵向刚度控制不困难时宜满足轨道纵向力检算的要求，不设置轨温调节器；困难时，设置轨温调节器。跨区间无缝线路道岔尽量不上桥；特别困难时，由分管项目的公司总工程师召集站场、轨道和桥梁分管专业公司总工研究确定。隧道：桥隧相连时，桥台纵向位置应考虑隧道洞口条件，并提请隧道专业确认。二、铁路桥梁总体设计二、

14、铁路桥梁总体设计14、前期工作深度必须足够，尤其是可研阶段，重要的河流通航论证，需要有初步结论。初步设计上报前，通道、道路、征地、拆迁等涉及投资的协议应取得。防洪评价、航道论证、通航安全评价、地震安全性评价应取得有关部门批复意见。15、河道防洪评价、航道论证、通航安全评价、地震安全性评价费用高，一些河道还要作水工模型试验，河道还要整治，费用高，需要给予高度重视。16、严格控制桥梁墩台工后沉降及相邻桥墩工后沉降差,必要时设置调高支座，尤其是无砟轨道。需要注意的是并不是所有的地质条件都适宜作无砟轨道桥梁。17、对钻孔桩应全部进行桩基无损检测，其中大于50米的桩基应设置声测钢管进行桩基无损检测。客运

15、专线对全部桩基均需进行无损检测。18、重要桥梁或地质复杂的摩擦桩应进行试桩。并给出位置和工程数量表。二、铁路桥梁总体设计二、铁路桥梁总体设计19、涵洞填土厚度需加以控制，时速160公里以下1.2米，其它1.5米。20、特殊结构和代表性桥梁应进行车桥耦合动力响应分析。21、处理好桥路、涵路过渡段，且规定：两桥台尾之间的距离不宜小于150米，两涵之间及台尾与涵之间的净距离不宜小于30米。二、铁路桥梁总体设计二、铁路桥梁总体设计二、铁路桥梁总体设计二、铁路桥梁总体设计22、客运专线桥梁抗震设计技术要求：位于7、8度地区的桥梁，在进行多遇地震抗震设计时，应乘以提高系数，一般桥梁提高系数采用1.11.2

16、，特殊情况，不应小于1.05。重要桥梁应在重要性的基础上采用1.1的提高系数。跨越大江大河或修复困难的重要桥梁宜采用钢筋混凝土桥墩，并按罕遇地震进行大位移分析。二、铁路桥梁总体设计二、铁路桥梁总体设计墩身竖向钢筋伸入承台应有足够的锚固长度，并与承台顶面钢筋连接，有条件时，可与承台底面钢筋连接承台采用六面配筋，顶面钢筋直径应不小于16mm，间距不大于15cm。桩头2.53.0倍桩径长度范围箍筋加密。直径应不小于10mm，间距不大于10cm。桩身纵向配筋率不宜小于0.5%。二、铁路桥梁总体设计二、铁路桥梁总体设计23、客运专线桥梁综合接地、变形观测点设置应包括桥梁设计中，对预埋钢筋、接地端子、变形

17、观测点的位置应在结构图中显示，并应以材料数量计入工程数量中。应充分考虑特长大桥梁防灾逃生和设备检查维修的需求，做出设计，并计列相应工程数量。二、铁路桥梁总体设计二、铁路桥梁总体设计24、梁部设计需控制：竖向挠度、水平挠度、梁端水平和竖向转角、扭转变形、徐变拱度、竖向自振频率、车桥耦合动力响应分析指标。三、铁路桥涵设计中易出现的问题三、铁路桥涵设计中易出现的问题 1 1、现场调查有重要遗漏，引起重大变更设计，如福夏、现场调查有重要遗漏，引起重大变更设计，如福夏线有一座特大桥一桥墩压一城市主供水管，不得不线有一座特大桥一桥墩压一城市主供水管，不得不变更孔跨，引起变更孔跨，引起类变更。还有郑西线一座

18、桥梁施类变更。还有郑西线一座桥梁施工时发现原工时发现原3232米简支梁桥墩压了国防光缆，经多次米简支梁桥墩压了国防光缆，经多次协商，军方始终不同意改移国防光缆；为了跨过国协商，军方始终不同意改移国防光缆；为了跨过国防光缆，不得不改简支梁桥为大跨的连续梁桥。变防光缆，不得不改简支梁桥为大跨的连续梁桥。变更原因均因为现场调查有重要遗漏。变更责任在设更原因均因为现场调查有重要遗漏。变更责任在设计单位。计单位。三、铁路桥涵设计中易出现的问题三、铁路桥涵设计中易出现的问题2 2、跨越道路的桥梁施工图交付时，未取得协议，导、跨越道路的桥梁施工图交付时，未取得协议，导致跨度加大，引起致跨度加大，引起类变更。

19、如郑西线，有两座类变更。如郑西线，有两座跨越高速公路和一座跨越陇海铁路的连续梁桥施跨越高速公路和一座跨越陇海铁路的连续梁桥施工图交付后，根据高速公路和铁路主管部门意见，工图交付后，根据高速公路和铁路主管部门意见，加大了跨度，引起了加大了跨度，引起了类变更。这些警示我们：类变更。这些警示我们：没有协议不得交付施工图。没有协议不得交付施工图。三、铁路桥涵设计中易出现的问题三、铁路桥涵设计中易出现的问题3 3、忽视鉴定中心批复意见，未按批复执行，也未上、忽视鉴定中心批复意见，未按批复执行，也未上报批复即交付施工图。引起部鉴定中心强烈不满。报批复即交付施工图。引起部鉴定中心强烈不满。如襄渝增建二线牛角

20、坪双线特大桥，边跨改变后如襄渝增建二线牛角坪双线特大桥，边跨改变后未上报即交付施工图；福夏线乌江大桥由连续刚未上报即交付施工图；福夏线乌江大桥由连续刚构改为连续梁后，未上报即交付施工图；黎湛线构改为连续梁后，未上报即交付施工图；黎湛线平坡大桥，虽与鉴定中心沟通后同意改为系杆拱平坡大桥，虽与鉴定中心沟通后同意改为系杆拱桥，但补充初步设计报业主后，业主一直未上报桥，但补充初步设计报业主后，业主一直未上报鉴定中心，施工图确已交付并施工完成。虽然以鉴定中心，施工图确已交付并施工完成。虽然以上问题业主有很大的责任，但交付与批复意见不上问题业主有很大的责任，但交付与批复意见不一致的施工图，设计院的责任同样

21、是免不了的。一致的施工图，设计院的责任同样是免不了的。教训是深刻的。教训是深刻的。三、铁路桥涵设计中易出现的问题三、铁路桥涵设计中易出现的问题4、水中桥墩基础施工措施不当。如跨越河流桥梁，施工图设计时未征求水利部门意见，采用筑岛钢筋混凝土围堰施工水中墩基础。由于筑岛影响行洪，地方水利部门不同意，遂改为其它施工方案，引起变更设计。三、铁路桥涵设计中易出现的问题三、铁路桥涵设计中易出现的问题5、基坑边坡处理不当，未充分考虑基坑开挖边坡防护。如内昆铁路李子沟特大桥，原设计根据地质资料作了简单防护，施工时出现了边坡垮塌，补充地质工作后，加强了边坡处理，工程费用较原设计翻了几倍。再如黔桂线下王祥特大桥主

22、墩边坡处理，原施工图时判断的地质条件较好，没有顺层，基坑边坡防护简单；基坑开挖后出现边坡跨塌，经现场核对，发现是顺层，遂加了锚索+锚杆框架梁护坡。三、铁路桥涵设计中易出现的问题三、铁路桥涵设计中易出现的问题6、桩基础设计不合理：长桩未分段配筋；摩擦桩未从1.0米开始比选，直接从1.25米开始采用；一般桩基础设计过长，施工机具要求过高；粉细砂、软土钢管桩未跟进，导致桩基础施工塌孔；陡坡上的桩基础自由桩长考虑不足；桩基承载力富余量过大。三、铁路桥涵设计中易出现的问题三、铁路桥涵设计中易出现的问题7、基础形式采用不当。如九十年代建成的达成铁路涪江特大桥，施工图水中桥墩基础采用桩基础，后为方便施工，加

23、快施工进度，部分桥墩变更为明挖扩大基础，几年后，由于附近机井抽水引起十几个桥墩偏斜。为此部里扣了我院的勘测设计费。8、施工水位调查分析不准确，导致设计重大变化。如南昌枢纽赣江特大桥。三、铁路桥涵设计中易出现的问题三、铁路桥涵设计中易出现的问题9、线路专业开放线路平剖面设计资料后，桥梁专业未及时检查所有通道、立交是否满足要求，很长时间后才发现问题，导致线路调整已开放资料，对所有站前专业已设计的工作造成废弃。10、线路标高过低，涵洞和通道排水不畅。无论平原还是山区铁路，很多线都有类似问题。需要线路、桥梁专业协调配合加以解决。11、岩溶暗河发育地区，明挖扩大基础基坑采用抽水开挖，引起约3公里外房屋开

24、裂，居民疏散，如浙赣线某桥。三、铁路桥涵设计中易出现的问题三、铁路桥涵设计中易出现的问题12、配合施工中对施工便道开挖边坡引起桥墩台安全度降低重视不够。如渝怀线梁水湾大桥，桥墩位于坡面上，施工便道在桥墩下挖方通过，降低了桥墩桩基础的承载力，导致桥墩偏斜。13、对基础下基或终空孔技术要求不明确，一旦出现质量事故，设计也要承担责任。特别需要注意的是基坑开挖边坡挡土墙和涵洞、框架桥翼墙基础一定要交代基础下基。14、弃碴不当，引起桥墩偏斜。如渝怀线小溪口大桥。三、铁路桥涵设计中易出现的问题三、铁路桥涵设计中易出现的问题15、涵洞、框架桥翼墙设计未按按挡土墙进行设计，也未戴帽子检查路基横断面设计，导致翼

25、墙设计存在缺陷，如黔桂线洛满框架桥。16、定测时的地质资料较初步设计发生的重大变化，引起施工图较批复的初步设计投资超出较大，对我公司声誉造成了不良影响。如内昆线李子沟特大桥，由于主桥地质变化，引起投资增加约3000万元。南昆线清水河大桥4号百米高墩地质变化，引起投资增加几百万元。三、铁路桥涵设计中易出现的问题三、铁路桥涵设计中易出现的问题17、对既有线或公路施工防护措施不足或未考虑。18、变更设计处理不当，将结构变化类的正常变更设计纳入施工图。19、通道调查和与地方沟通不够，未签定协议引起施工过程中，通道、涵洞增加较多或孔径加大，很多线都有类似情况，有的增加投资上亿元。其中有一条线，由于施工前未签定通道协议，通道修好后引道技术标准不够，地方强烈要求按标准设计，将要引起一所中专学校的搬迁或报废已建成的通道。三、铁路桥涵设计中易出现的问题三、铁路桥涵设计中易出现的问题20、连续梁未正确预留预偏量。预偏量的设置包括墩顶竖向、各活动支座纵向。21、大体积混凝土未考虑降温措施。22、工程数量计算不准确，给业主验工计价和审计带来问题。The End.谢 谢!