第一章设计概况一、线路、水文及地质情况线路为Ⅰ级铁路，单线，直线，平坡。基地地质粘土，液性指数0.13，孔隙比0.69基本承载力400kPa，土的容重19.5kN/m³。水文、气象：无流水、无冰冻。二、设计活载及建筑材料设计活载为中—活载，且乘以荷载系数1.3。图1—1中—活载图示墩帽采用标号C30，钢筋混凝土，托盘及缩颈以下40cm墩身采用C30号混凝土，墩身及基础采用C20号混凝土。三、桥梁跨度、样式及主要尺寸跨度24m单线铁路先张法预应力混凝土简支梁。梁全长24.6m，梁缝0.1m，梁高2.1m，支座铰中心至支撑垫石顶面为0.325m，轨底至梁底2.6m，轨底至支撑垫石顶高度3.0m，垫石高度为0.2m，支座底板尺寸为，支座全高0.4m，每孔梁重1568kN。桥上设双侧人行道及栏杆。四、桥墩形式及尺寸顶帽及托盘尺寸见附图一。墩身及基础尺寸见附图二。各部分尺寸确定依据及最终取值如下：（1）墩帽厚度墩帽直接支撑桥跨结构承受较大的支座反力，为了把支座反力均匀地传递给墩身，铁路规范规定，墩帽的厚度不小于40cm，并应采用不低于C30的混凝土，一般要设置钢筋。依据以上规范规定，设置墩帽厚度为40cm，采用C30混凝土，并设置钢筋。（2）墩帽平面尺寸当相邻跨度相等时，相邻支座间的顺桥方向中心距离为—梁支座底板纵向尺寸—梁端至支座中心线的距离（）—为相邻两梁之间应留的缝隙（）支座底板尺寸给定，经过验算：满足规范要求。为了提高局部承压力，并考虑施工误差及预留锚栓孔的要求，支撑垫石边缘至支座底板边缘应保持一定的距离b，其值为15~20cm。依据以上规范规定，取b=20cm。支撑垫石边缘至顶帽边缘的距离c，为了满足架梁时或养护时安放移梁及顶梁设备的需要，应符合以下规定：a．顺桥方向（纵向）：跨度时，c不应小于15cm；时，c不应小于25cm；时，c不应小于40cm。b．横桥方向（横向）：当顶帽为圆弧形时，支撑垫石角至顶帽最近边缘的最小距离与顺桥方向相同。当顶帽为矩形时，支撑垫石角至顶帽边缘的最小距离为50cm。这样等跨度直线桥顶帽纵向尺寸为：考虑到一般架桥机架设分片式梁时，每片梁不能直接落在设计位置，需在墩顶上作横向移动，为了给出一定的工作位置，确保操作安全，铁路规范规定，顶帽横向宽度B还应满足下列要求：当跨度时，;时，;时，。依据以上规范规定，取c=80cm，取B=8m。（3）托盘尺寸为了保证悬出部分的安全，根据设计经验，试验资料和构造要求，规定墩帽下四周设10~20cm宽的飞檐，托盘底面横向宽度B不宜小于支座底板外缘的距离b；托盘侧面与竖直线间的夹角；支撑垫石横向边缘外侧50cm处的顶帽底缘点竖直线与该底缘点至托盘底部边缘处的连线的夹角，如图1—2所示。图1—2桥墩托盘尺寸（单位cm）（4）墩身尺寸铁路桥墩的侧坡不应小于20:1，更多情况下采用30:1~40:1。设计中桥墩的纵向、横向倾斜度均采用35:1。（5）明挖基础尺寸明挖基础可采用单层式或多层式，每一层的厚度不宜小于1.0m。双向受力矩形墩台的明挖基础，其最上一层基础台阶两正交方向的破线与竖直线所成的夹角，对于混凝土基础不应大于35°；其下各层台阶正交方向的夹角不应大于45°，如图1—3所示图1—3桥墩托盘尺寸（单位cm）第二章荷载计算一、主力（一）垂直荷载1、梁及桥面重（按木枕桥面计）2、桥墩圬工重（1）顶帽C30号钢筋混凝土（2）托盘C30号混凝土（3）墩身圬工重圬工体积当，时，计算结果见表2—1表2—1565.411504.3710141.773260.8115229.925288.0820330.657604.9622.2379.178720.97（二）垂直荷载1、单孔轻载（图2—1）图2—1单孔轻载（单位m）2、单孔重载（图2—2）图2—2单孔重载（单位m）3、双孔重载（图2—4）由结构力学原理可知，如果相邻两孔梁的跨度分别为和，两孔梁上静活载分别为和，则当时，简算墩的支座反力之和为最大，因为是等跨梁，所以公式简化成，计算x值：图2—3x计算简图（单位m）由此可以得出双孔重载图示：图2—4双孔重载（单位m）4、双孔空载（图2—5）图2—5双孔空载（单位m）二、附加力（一）顺桥方向水平力1、制动力（牵引力与制动力大小相等，方向相反）（1）单孔轻载和单孔重载对墩身任意截面的力矩：见表2—2表2—2510152022.22763.564507.126250.687994.2487...