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  • 桥梁标准设计

    经国家部级单位批准推广使用的、按模数化标准尺寸所做的桥梁设计。对于为数众多的常用的中、小桥梁,为降低造价,提高质量,当按批量制造和机械化施工的需要,将其跨度、主要尺寸、细节构造及规格统一制订。其未按这一名称批准者,可称定型设计或通用设计。

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    正文/桥梁标准设计 编辑

       中国铁路桥梁标准设计  经国家批准的标准跨度是4、5、6、8、10、12、16、20、24、32、40、48、56、64、80、96、128和160米。跨度小于或等于32米的上承梁式桥(或40米钢梁桥)常用铁路架桥机架设,为此单线混凝土桥每以纵向缝将一孔梁分为两片,且对每一梁片的重量加以限制。跨度等于或大于48米的,均为钢桁架梁。为提高工地拼装速度及质量,其杆件及节点板等应从设计尺寸及工地孔眼精度等方面保证其能互换。因此在制订主要尺寸及细节构造时,须考虑工厂的工艺装备和技术水平。石拱桥、涵洞、墩台、沉井基础等也都有标准设计,但因其大部分不适合工厂制造,从设计标准化所得效益稍逊。单线铁路桥梁标准设计最重要的有:
      ①钢筋混凝土简支梁。现设计跨度为4~16米(旧设计有跨度20米者),均为道碴桥面,每一孔梁分为两片,以使其尺寸能和架桥机适应。每片的截面,跨度小的取矩形板状,跨度较大的取∏形或T形(图1)。∏形的优点是在梁片架设后,不需将两片相连就可通车,缺点是较T形费料,且每片有四个支座,不易摆平,现已不生产。T形梁两片在隔板处相连。现用的标准设计分为两类:一为“正常高度梁”,一为“低高度梁”。前者建筑高度为1.0~2.4米,后者为0.85~1.6米。前者每片重量为9.4~51.5吨,后者为8.4~54.1吨。低高度梁适用于平原铁路,能在满足桥下净空要求下,降低线路高程,以降低路基造价。
    桥梁标准设计桥梁标准设计

        ②预应力混凝土简支梁。均为道碴桥面,截面宽度尺寸和钢筋混凝土梁相同。T形截面下部加宽,以安放钢丝束,先张法梁现只用于跨度16米,尚不属标准设计;后张法梁最常用的是跨度24、32米两种,建筑高度分别为2.60、3.00米,梁片重量分别为78.5和111.5吨(见预应力混凝土结构)。
      ③钢板简支梁。跨度小于或等于32米的上承式钢板梁,现已被预应力混凝土梁所代替,跨度为40米的虽仍然使用,但不是标准设计。下承式钢板梁建筑高度低,其用钢量显然较大,仅在平原地区当线路高程难于提高时使用。
      ④下承钢桁架简支梁。50年代初,曾按跨度44、55、66米用低碳钢铆接结构设计并制造;1958年将跨度改为48、64及80米,而钢种及连接未变;70年代改用16锰钢,按栓焊梁(见桁架梁桥)设计。其主要尺寸为:跨度为48、64及80者,均取桁高11米,节长8米,主桁中距5.75米,建筑高度(从钢桁梁底缘到轨底)1.78米;跨度为96、112、及128米者,桁高加大到16米,也已生产过一些,正在逐步向标准设计过渡。
      中国公路桥梁标准设计  公路桥桥面较宽,故将桥的上部结构按多片预制,再进行安装。为了因地制宜,就地取材,节约钢材、水泥,拱桥在中小跨度公路桥梁标准设计中仍有其重要性。
      ①钢筋混凝土简支梁。矩形板式桥是按桥宽布置不同数目的行车道预制块,间距为1米,块件安装后,将钢筋接好,灌填缝混凝土(图2)。标准图的板跨按1.5~8米设计,桥面净宽有净-7、净-9两种(见桥梁建筑限界),具有0.25米安全带(人行道窄至0.25米时,称安全带)或0.75~1.0米宽的人行道;按荷载及跨度不同,板厚0.16~0.36米;荷载标准分为汽车-10、履带-50,汽车-15、挂车-80和汽车-20、挂车-100等数种(见桥梁荷载)。除正交矩形板梁外,还有斜交板梁的标准设计,其跨度为3~6米,斜度为25°~60°。T形截面梁是按行车道宽布置不同数目的梁片,片宽1.58米,间距1.6米,标准跨度是10、13、16、20米,行车道有净-7和净-9,附0.25米安全带或0.75~1.50米人行道,按跨度及荷载不同,梁具有0.9~1.3米的不同高度。
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      ②预应力混凝土简支梁。梁的布置和钢筋混凝土简支梁相似。跨度8~16米的按矩形板梁设计,其预制板块件是空心的,以先张法制造。T形截面装配式梁是按后张法设计制造,其标准跨度是25~40米,梁的下部加宽,以便安放钢丝束,端部加宽,变为矩形,翼缘宽1.58米,间距1.6米,横隔板间距,无论跨度大小一律为4.86米,在横隔板处将多片梁连为一体。
      梁式桥上部的安全带、人行道、栏杆、伸缩缝、泄水管、支座等具有通用性,故编有梁式桥上部公用构造标准设计图纸,便于制造。
      ③石拱桥。跨度为6~20米时,标准设计为等截面圆弧拱圈的实腹式拱,矢跨比为1/2~1/5;跨度为25~60米时,标准设计为等截面悬链线形拱圈的实腹式拱,矢跨比为1/3~1/6。当矢跨比较小,为1/6~1/10时,称平坦石拱(简称坦拱),跨度为2~20米,其中2~5米的设计为等截面圆弧形拱圈,6~20米时为等截面悬链线形拱圈。桥面净宽均为净-7,附2×0.75米人行道。
      ④砖及混凝土预制块拱桥。跨度为6~30米,矢跨比为1/2~1/6。为适应线路的线形变化,专有弯拱、坡拱及斜拱拱桥设计,跨度为6~20米,均为等截面圆弧实腹式拱桥。
      ⑤墩台。为配合跨度1.5~8米的装配式钢筋混凝土矩形板梁标准设计,有公路轻型桥台标准设计。为配合跨度 10~20米装配式钢筋混凝土T形梁的标准设计、有钻孔灌注桩桥墩桥台的标准设计。为配合跨度25~40米装配式后张法预应力混凝土简支梁的标准设计,有混凝土桥墩及埋置式肋形混凝土桥台的标准设计。此外尚有片石及片石混凝土U形桥台和挑臂式桥墩等标准设计。
      ⑥涵洞。公路涵洞标准设计有砖、石、混凝土预制块拱涵,石盖板涵,钢筋混凝土盖板涵,及钢筋混凝土管涵等多种。

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