地铁规范2012报批稿高架结构.doc

10 高架结构
10.1 一般规定
10.1.1 本章适用于下列高架结构：
1 区间桥梁；
2 高架车站中的轨道梁及其支承结构。高架车站中其他构件的结构设计按现行建筑设计规范进行。
10.1.2 区间桥梁应满足列车安全运行和乘客乘坐舒适的要求。结构除应满足规定的强度外，要有足够的竖向刚度、横向刚度，并应保证结构的整体性和稳定性。
10.1.3 区间桥梁应根据耐久性要求，按100年设计使用年限设计。
10.1.4 区间桥梁的建筑结构形式应满足城市景观和减振、降噪的要求。除大跨度需要外，不宜采用钢结构。
10.1.5 区间一般地段宜采用等跨简支梁式桥跨结构，并宜推广采用预制架设、预制节段拼装等工厂化施工方法。
10.1.6 区间桥梁宜采用钢筋混凝土桥墩。桥墩类型宜分段统一。
10.1.7 区间桥梁墩位布置应符合城市规划要求。跨越铁路、道路时桥下净空应满足铁路、道路限界要求，并预留结构可能产生的沉降量、铁路抬道量或公路路面翻修高度；跨越排洪河流时，应按1／100洪水频率标准进行设计，技术复杂、修复困难的大桥、特大桥应按1/300洪水频率标准进行检算；跨越通航河流时，其桥下净空应根据航道等级，满足现行国家标准《内河通航标准》GB50139的要求。
10.1.8 对于铺设无砟轨道结构的桥梁，应设立沉降观察基准点，进行系统观测与分析。其测点布置、观测频次、观测周期，应按无砟轨道铺设要求确定。
10.1.9 道岔全长范围宜设在连续的桥跨结构上，当不能满足时，梁缝位置应避开道岔尖轨和心轨范围。
10.1.10 预应力混凝土简支梁的徐变上拱度应严格控制，轨道铺设后，无砟桥面梁的后期徐变上拱值不宜大于10mm。应根据轨道专业的要求，控制无砟桥面预应力混凝土连续梁轨道铺设后的后期徐变量。
10.1.11 区间桥梁墩台基础的沉降应按恒载计算。跨度小于等于40m梁的相邻桥墩，其工后沉降量之差不应超过下列容许值：
有砟桥面为20mm；无砟桥面为10mm。
对于外静不定结构，其相邻墩台不均匀沉降量之差的容许值还应根据沉降对结构产生的附加影响来确定。
10.2 结构刚度限值
10.2.1 桥跨结构竖向挠度的限值应符合下列规定：
1 在列车静活载作用下，桥跨结构梁体竖向挠度不应大于表10.2.1的规定。
表 10.2.1 梁体竖向挠度的限值
跨度L(m)
竖向挠度容许值
L≤30m
L/2000
30＜L≤60
L/1500
60＜L≤80
L/1200
L＞80
L/1000

2 跨度超过100m的桥梁，按实际运行列车进行车桥系统耦合振动分析后，
梁体竖向挠度可低于表10.2.1规定。分析得出的列车安全性及乘客乘坐舒适性指标应满足下列规定：
脱轨系数 Q／P≤0.8 （10.2.1-1）
轮重减载率 △P／P≤0.6 （10.2.1-2）
式中：Q— 轮对一侧车轮的侧向压力；
P— 一侧车轮轴重；
△P— 一侧车轮减载量。
车体竖向加速度 az≤0.13g(半峰值)(g为重力加速度)
车体横向加速度 ay≤0.10g(半峰值)
10.2.2 在列车静活载作用下，有砟轨道桥梁梁单端竖向转角不应大于5‰，无砟轨道桥梁梁端转角不应大于3‰。无砟轨道梁单端竖向转角大于2‰时，应检算梁端处轨道扣件的上拔力。
10.2.3 在列车横向摇摆力、离心力、风力和温度力作用下，桥跨结构梁体水平挠度应小于等于计算跨度的1/4000。
10.2.4 在列车活载作用下，桥跨结构梁体同一横断面一条线上两根钢轨的竖向变形差形成的两轨动态不平顺度不应大于6mm。计算时，列车活载应计动力系数。如不能满足时，应进行车桥或风车桥系统耦合振动分析。
10.2.5 铺设无缝线路及无砟轨道桥梁的桥墩纵向水平线刚度限值应按下列规定采用：
1 桥墩线刚度限值应根据工程条件及扣件阻力经钢轨动弯应力、温度应力、制动应力和制动附加应力的计算确定。
2 如不作计算，双线及多线简支梁桥墩墩顶纵向水平线刚度限值当不设钢轨伸缩调节器时，可按表10.2.5采用。单线桥梁桥墩纵向水平线刚度取用表中值的1/2。

表10.2.5 桥墩墩顶纵向水平线刚度限值
跨度L（m）
最小水平线刚度（kN/cm）
L≤20
240
20＜L≤30
320
30＜L≤40
400

梁跨大于40m的简支结构，其桥墩纵向水平线刚度可按跨度与30m比增大的比例增大。
不设钢轨伸缩调节器的连续梁，当联长小于列车编组长度时，可以联长为跨度，按跨度与30m比增大的比例增大刚度；当联长大于列车长度时，可以列车长为跨度，按跨度长与30m比增大的比例增大刚度。
连续刚构可采用结构的合成纵向刚度。
10.2.6 区间桥梁墩顶弹性水平位移应符合下列规定：
顺桥方向：△≤5
横桥方向: △≤4
式中：L----桥梁跨度（当为不等跨时采用相邻跨中的较小跨度）（m）；
当L＜25m时，L按25m计;
△----墩顶顺桥或横桥方向水平位移(mm)，包括由于墩身和基础的弹性变形及地基弹性变形的影响。

10.3 荷 载
10.3.1 区间桥梁结构设计，应根据结构的特性，按表10.3.1所列的荷载，就其可能出现的最不利组合情况进行计算。
表10.3.1区间桥梁荷载分类表
荷载分类
荷载名称
主力
恒载
结构自重
附属设备和附属建筑自重
预加应力
混凝土收缩及徐变影响
基础变位的影响
土压力
静水压力及浮力
主力
活载
列车竖向静活载
列车竖向动力作用
列车离心力
列车横向摇摆力
列车竖向静活载产生的土压力
人群荷载
无缝线路纵向水平力
伸缩力
挠曲力
附加力
列车制动力或牵引力
风力
温度影响力
流水压力
特殊荷载
无缝线路断轨力
船只或汽车的撞击力
地震力
施工临时荷载
列车脱轨荷载
注：1 如杆件的主要用途为承受某种附加力，则在计算此杆件时，该附加力应按主力计；
2 无缝线路纵向水平力不与本线制动力或牵引力组合；
3 无缝线路断轨力及船只或汽车撞击力，只计算其中一种荷载与主力相组合，不与其他附加力组合；
4 流水压力不与制动力或牵引力组合；
5 地震力与其他荷载的组合应按现行国家标准《铁路工程抗震设计规范》GB 50111的规定执行；
6 计算中要求考虑的其他荷载，可根据其性质，分别列入上述三类荷载中。
10.3.2 计算结构自重时，一般材料重度应按现行铁路桥涵设计相关规范规定取用；对于附属设备和附属建筑的自重或材料重度，可按所属专业的设计值或所属专业现行规范、标准中的规定取用。
10.3.3 列车竖向静活载确定应符合下列规定：
1 列车竖向静活载图式按本线列车的最大轴重、轴距及近、远期中最长的编组确定；
2 单线和双线高架结构，按列车活载作用于每一条线路确定；
3 多于两线的高架结构，按下列最不利情况确定：
1) 按两条线路在最不利位置承受列车活载，其余线路不承受列车活载；
2) 所有线路在最不利位置承受75％的活载。
4 影响线加载时，活载图式不可任意截取，但对影响线异符号区段，轴重按空车重计，还应计及本线初、近、远期中最不利的编组长度。
10.3.4 列车竖向活载包括列车竖向静活载及列车动力作用，为列车竖向静活载乘以动力系数（1＋μ）。μ应按现行行业标准《铁路桥涵设计基本规范》TB 10002.1规定的值乘以0.8。
10.3.5 位于曲线上的桥梁应计入列车产生的离心力，离心力作用于车辆重心处。离心力的大小等于列车竖向静活载乘以离心力率C。C值按下式计算：
C= V2／127R （10.3.5）
式中：V——本线设计最高列车速度(km／h)；
R——曲线半径(m)。
10.3.6 列车横向摇摆力应按相邻两节车四个轴轴重的15％计，以横桥向集中力形式取最不利位置作用于轨顶面。
多线桥只计算任一条线上的横向摇摆力。
10.3.7 列车制动力或牵引力应按列车竖向静活载的15％计算，当与离心力同时计算时，可按竖向静活载10％计算。
区间双线桥应采用一条线的制动力或牵引力；三线或三线以上的桥应采用二条线的制动力或牵引力。
高架车站及与车站相邻两侧100m范围内的区间双线桥应按双线制动力或牵引力计，每条线制动力或牵引力值为竖向静活载的10％。
制动力或牵引力作用于轨顶以上车辆重心处，但计算墩台时移至支座中心处，计算刚架结构移至横梁中线处，均不计移动作用点所产生的力矩。
10.3.8 列车竖向静活载在桥台后破坏棱体上引起的侧向土压力，应将活载换算成当量均布土层厚度计算。
10.3.9 无缝线路的纵向水平力（伸缩力、挠曲力）和无缝线路的断轨力，应根据轨道结构及梁、轨共同作用的原理计算确定，并应符合下列规定：
1 断轨力为特殊荷载，单线及多线桥只计算一根钢轨的断轨力；
2 伸缩力、挠曲力、断轨力作用于墩台上的支座中心处，不计其实际作用点至支座中心的弯矩影响。对梁的影响需要考虑时应做专门研究；
3 同一根钢轨作用于墩台顶的伸缩力、挠曲力、断轨力不作叠加。
10.3.10 风荷载按现行行业标准《铁路桥涵设计基本规范》TB 10002.1的相关规定执行。
10.3.11 温度变化的作用及混凝土收缩的影响，可按现行行业标准《铁路桥涵设计基本规范》TB 10002.1和《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》TB 10002.3的相关规定执行。
10.3.12 混凝土徐变系数及徐变影响可按现行行业标准《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》JTG D62的相关规定执行。
10.3.13 桥墩承受的船只撞击力，可按现行行业标准《铁路桥涵设计基本规范》TB 10002.1的相关规定执行。
10.3.14 桥墩有可能受汽车撞击时，应设防撞保护设施。当无法设置防护设施时，应考虑汽车对桥墩的撞击力。撞击力顺行车方向采用1000kN，横行车方向采用500kN，作用在路面以上1.20m高度处。
10.3.15 车站站台、楼板和楼梯等部位的人群均布荷载值应采用4.0kPa。
10.3.16 设备用房楼板的计算荷载应根据设备安装、检修和正常使用的实际情况（包括动力效应）确定，其值不得小于4.0kPa。
10.3.17 桥梁挡板结构，除考虑其自重及风荷载外，尚应考虑0.75kN/m的水平推力和0.36kN/m的竖向压力，该项荷载作为附加力可与风力组合。水平推力作用于桥面以上1.2m处。
10.3.18 地震力的作用，应按现行国家标准《铁路工程抗震设计规范》GB 50111的相关规定计算，跨越大江大河，且技术复杂、修复困难的特殊结构桥梁属A类工程，其他桥梁属B类工程。
10.3.19 桥梁结构应按不同施工阶段的施工荷载加以检算。
10.3.20 不设护轮轨或防脱轨装置的区间桥梁应考虑列车脱轨荷载作用，可按下列两种情形进行结构强度和稳定性检算。
1 车辆集中力直接作用于线路中线两侧2.1m以内的桥面板最不利位置处，检算桥面板强度。检算时，集中力值为本线列车实际轴重的1/2，不计列车动力系数，应力提高系数为1.4。
2 列车位于轨道外侧但未坠落桥下时，检算结构的横向稳定性。检算时，可采用长度为20m、位于线路中线外侧1.4m、平行于线路的线荷载，其值为本线列车一节车轴重之和除以20m，不计列车动力系数、离心力和另一线竖向荷载。倾覆稳定系数不得小于1.3。

10.4 结构设计
10.4.1 区间桥梁的钢筋混凝土结构和钢结构，应按容许应力法设计。其材料、容许应力、主力与附加力组合下的应力提高系数、结构计算方法及构造要求，以及特殊荷载（地震力除外）参与组合时，容许应力提高系数应符合现行行业标准《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》TB 10002.3和《铁路桥梁钢结构设计规范》TB 10002.2的相关规定。
10.4.2 区间桥梁的预应力混凝土的结构设计和构造要求，应符合现行行业标准《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》TB 10002.3的相关规定。
10.4.3 区间桥梁基础设计和地基的物理力学指标，应符合现行行业标准《铁路桥涵地基和基础设计规范》TB 10002.5的相关规定；当特殊荷载（地震力除外）参与荷载组合时，地基容许承载力[σ0]和单桩轴向容许承载力的提高可按现行行业标准《铁路桥涵地基和基础设计规范》的相关规定执行。
10.4.4 桥墩抗震设计时，盖梁、结点和基础应作为能力保护构件，按能力保护原则设计。
10.4.5 地震力参与组合时，材料、地基容许应力和单桩轴向容许承载力的提高，
按现行国家标准《铁路工程抗震设计规范》GB 50111的相关规定执行。
10.4.6 跨度不大于20m的梁可采用板式橡胶支座，但板式橡胶支座应区分固定和活动两类，并且应有横向限位装置。橡胶板反力应按现行行业标准《铁路桥梁板式橡胶支座》TB/T1893的规定取值。
10.4.7 跨度大于等于20m 的梁宜采用盆式橡胶支座，其反力应按现行行业标准《铁路盆式橡胶支座》TBT2331的规定取值，活动支座（纵向或多向）的纵向位移量可按±50mm、±100mm、±150mm、±200mm和±250mm设计；多向活动支座横向位移可按±40mm设计。支座计算应符合现行行业标准《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》TB10002.3的规定。

10.5 构造要求
10.5.1 桥上轨道宜采用无砟轨道结构。当采用碎石道床时，轨道下枕底道砟厚度不应小于0.25m（当设置砟下胶垫层时含胶垫层的厚度）。
10.5.2 桥面应设置性能良好的排水系统，排水设施应便于检查、维修与更换。桥面应防止出现积水。双线桥桥面横向宜采用双侧排水坡，单线桥可设单向排水横坡，坡度不应小于2％。纵向宜设不小于3‰的排水坡。排水管道直径与根数应根据计算确定，且直径不宜小于150mm。排水管出水口不得紧贴混凝土构件表面。应设滴水檐防止水从侧面淌入梁、板底面。
10.5.3 桥面应设防水层。梁缝处应设伸缩缝，伸缩缝除保证梁部能自由伸缩外，还应有效防止桥面水渗漏。
10.5.4 采用直流电力牵引和走行轨回流的高架结构，应根据现行行业标准《地铁杂散电流腐蚀防护技术规程》CJJ49采取防止杂散电流腐蚀的措施。钢结构及钢连接件应进行防锈处理。
10.5.5 桥下应设养护、维修便道，使自行走行升降式桥梁检修车能进行检修作业；高度超过20m、桥下无条件设置养护维修便道处，宜设置专门检查设备。
10.5.6 箱形结构应有进入箱内检查的孔道。箱梁腹板上应设置适当数量的直径约为100mm的通风孔。
10.5.7 墩柱顶面应预留更换支座时顶梁的位置，并应设置3％的排水坡。
10.5.8 钢筋混凝土和预应力混凝土结构的截面尺寸应能保证混凝土灌注及振捣质量。截面最小尺寸应符合现行行业标准《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》TB 10002.3的规定。
10.5.9 钢筋混凝土结构中的钢筋保护层厚度、预应力混凝土结构中的预应力筋或管道间的净距、预应力筋或管道的保护层及钢筋的保护层厚度除应满足现行行业标准《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》TB 10002.3的相关规定外，还应根据不同的环境符合表10.5.9-1、表10.5.9-2、表10.5.9-3的规定。
表10.5.9-1 一般环境中混凝土材料与钢筋的保护层厚度
环 境
混凝土强度等级
最大水胶比
钢筋保护层厚度（mm）
非干湿交替和
长期湿润环境
C35
≥C40
0.5
0.45
35
30
干湿交替环境
C40
C45
≥C50
0.45
0.4
0.36
45
40
35
注：1 直接接触土体浇注的构件，其混凝土保护层厚度不应小于70mm；
2 年平均气温大于20℃且年平均湿度大于75%的环境，混凝土最低强度等级应比表中提高一级，或保护层最小厚度增大5mm；
3 处于流动水中或受水中泥沙冲刷的构件，其保护层厚度宜增加10mm～20mm；
4 预制构件的保护层厚度可比表中规定值减少5mm。

表10.5.9-2 氯化物环境中混凝土材料与钢筋的保护层厚度
环 境
混凝土强度等级
最大水胶比
钢筋保护层厚度C(mm)
受除冰盐水溶液轻度溅射作用
接触较高浓度氯离子水体，且有干湿交替
C45
≥C50
0.4
0.36
60
55
注： 预制构件的保护层厚度可比表中规定值减少5mm。
表10.5.9-3冻融环境中混凝土材料与钢筋的保护层厚度
环 境
混凝土强度等级
最大水胶比
钢筋保护层厚度C(mm)
微冻、严寒和寒冷地区的无盐环境
C45
≥C50
0.4
0.36
40
35
微冻、严寒和寒冷地区的有盐环境
C45
≥C50
0.4
0.36
60
55
注： 1 最冷月平均气温高于2.5℃的地区，混凝土结构可不考虑冻融环境作用；
2 预制构件的保护层厚度可比表中规定值减少5mm。
10.5.10 预应力混凝土梁的封锚及接缝处，应在构造上采取防水措施，防止雨水渗入。管道压浆材料和压浆工艺应严格控制，应优先采用真空压浆工艺，确保压浆密实。对于结构有可能产生裂缝的部位，应增设普通钢筋防止裂缝的发生。
10.5.11 北方地区设于路边或路中的桥墩应按除冰盐溅射的腐蚀环境设计，遭雨水导致混凝土水饱和的部位应按冻融危害环境设计。酸雨地区的高架结构不应用硅酸盐水泥作为单一的胶凝材料。
10.6 车站高架结构
10.6.1 当轨道梁与车站结构完全分开布置，形成独立轨道梁桥时，车站结构设计应按现行建筑结构设计规范进行；轨道梁桥的结构设计与区间桥梁相同。
10.6.2 当轨道梁支承或刚接于车站结构、站台梁等车站结构构件支承或刚接于轨道梁桥上，形成“桥――建”组合结构体系时，轨道梁及其支承结构的内力计算应按本章第10.3.1条荷载类型进行最不利组合，并应与区间桥梁相同的方法进行结构设计；轨道梁和支承结构的刚度限值也与区间桥梁相同。组合结构体系其余构件按现行建筑结构设计规范进行结构设计。
10.6.3 独柱式“桥――建”组合结构体系，应验算柱顶横向（垂直线路方向）的位移，并应符合本章第10.2.6条的规定。
10.6.4 独柱式带长悬臂“桥――建”组合结构体系，在恒载、列车活载、人群荷载、预应力效应及风荷载最不利组合下，悬臂端计算挠度的限值为L0／600，
L0为悬臂构件的计算跨度。
10.6.5 独柱式带长悬臂“桥――建”组合结构体系的车站，结构整体振动竖向质量参与系数最大的自振频率不宜小于10Hz。不能满足时，应减小独柱纵向间距。
10.6.6 岛式车站不宜采用独柱式带长悬臂“桥――建”组合结构体系。
10.6.7 轨道梁简支于车站结构横梁上时，应按本章相关要求设置支座。
10.6.8 高架车站轨道梁及其支承结构不宜采用钢结构。
10.6.9 横向三柱及以上的高架车站结构应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011进行抗震设计及设防，抗震设防类别划为重点设防类。计算时应计入一条线100％竖向静活载和50％站台人群荷载。
10.6.10 横向单柱或双柱的高架车站墩柱结构应按现行国家标准《铁路工程抗震设计规范》GB50111进行抗震设计，抗震设防类别划为B类。可采用单柱或双柱的单墩力学模型，站台层、站厅层只计质量影响；也可采用车站整体结构模型，计入站台层、站厅层的刚度影响。计算时应计入一条线100％竖向静活载和50％站台人群荷载。
材料、地基容许应力和单桩轴向容许承载力的提高，按现行国家标准《铁路工程抗震设计规范》GB 50111的相关规定执行。横梁、结点和基础应作为能力保护构件，按能力保护原则设计。站台层、站厅层结构及与墩柱、横梁的连接按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011进行抗震设计及设防。
10.6.11 轨道梁与车站结构完全分开布置时，轨道梁桥和车站结构应分别按现行国家标准《铁路工程抗震设计规范》GB50111和《建筑抗震设计规范》GB 50011进行抗震设计。
10.6.12 车站高架结构中轨道梁及其支承结构的构造要求与区间桥梁相同，其他构件的构造要求按现行建筑结构设计规范相关规定执行。