TB 10095-2020 铁路斜拉桥设计规范(附条文说明)

资源简介/截图： 中华人民共和国行业标准
TB10095—2020
J2870-2020
铁路斜拉桥设计规范
Code for Design on Railway Cable-stayed Bridge
2020-12-02发布
2021-03-01实施
国家铁路局发布随着我国大规模铁路建设的快速发展，桥梁建造技术取得了举世瞩目的成就，斜拉桥已成为大跨度铁路桥梁的主要结构形式。武汉天兴洲长江大桥、铜陵公铁两用长江大桥、安庆长江大桥、沪苏通长江公铁两用大桥等一批深水、大跨、特殊地质条件、复杂结构形式的斜拉桥成功建设，标志着铁路斜拉桥建造技术取得历史突破，达到世界先进水平，为制定铁路斜拉桥技术标准积累了丰富经验，奠定了坚实基础。
本规范为统一铁路斜拉桥设计要求，提高铁路斜拉桥设计水平，在全面总结我国铁路斜拉桥建设运营实践经验和科研成果的基础上编制而成。本规范贯彻安全优先的原则，强化质量安全、节约资源、保护环境等要求，并结合我国国情、社会经济发展水平、环境条件等因素，同时与现行高速铁路、城际铁路、客货共线和重载铁路等相关标准统筹协调，系统规定了铁路斜拉桥关键技术参数和主要设计原则，为铁路斜拉桥设计提供技术支撑。
本规范共分9章，包括总则、术语和符号、基本规定、材料、设计荷载、结构计算、结构构造、施工控制、养护维修及防护，另有1个附录。
本规范主要内容如下：
1.明确了本规范编制目的、适用范围和铁路斜拉桥设计总体要求。
2.提出了铁路斜拉桥的总体结构布置、约束体系、刚度要求。
3.规定了铁路斜拉桥所采用的材料要求和基本力学参数。
4.明确了铁路斜拉桥设计荷载种类及荷载组合。
5.统一了铁路斜拉桥结构计算的基本要求和分析方法。
6.规定了铁路斜拉桥主梁、斜拉索、索塔、支座及梁端伸缩装
置、锚固系统及其他附属设施等结构的构造要求。
7.提出了铁路斜拉桥施工控制总体要求。
8.规定了铁路斜拉桥养护维修要求及防护措施。
在执行本规范过程中，希望各单位结合工程实践，认真总结经验，积累资料。如发现需妥修改和补充之处，请及时将意见和相关资料寄交中铁大桥勘测设计院集团有限公司（湖北省武汉经济技术开发区博学路8号，邮政编码：430056)，并抄送国家铁路局规划与标准研究院（北京市西城区广莲路1号，邮政编码：100055），供今后修订时参考。
本规范由国家铁路局科技与法制司负责解释。
主编单位：中铁大桥勘测设计院集团有限公司。
参编单位：中铁二院工程集团有限责任公司、西南交通大学。1总则
1.0.1为统一铁路斜拉桥设计技术要求，使铁路斜拉桥设计符合安全可靠、先进成熟、经济适用、保护环境等要求，制定本规范。
1.0.2本规范适用于标准轨距铁路、跨径不大于1100m的斜拉桥设计。
1.0.3斜拉桥设计应综合考虑桥梁的使用功能、环境条件、水文和地形地质情况等因素，选取合适的跨径布置、结构体系及施工方法。
1.0.4斜拉桥设计应合理选择材料、结构类型和构造，确保斜拉桥结构的强度、刚度、稳定性和耐久性。
1.0.5斜拉桥主体结构设计使用年限应为100年。斜拉桥设计尚应满足斜拉索更换要求。
1.0.6斜拉桥设计应考虑风荷载对结构动力响应的影响。
1.0.7斜拉桥设计应按规定进行地震安全性评价，确定合理的地震动参数，必要时应进行抗震专项研究。
1.0.8斜拉桥设计应提出施工控制要求，明确制造和施工过程关键控制工况。
1.0.9斜拉桥应满足运营、检查、维护和应急抢修要求。
1.0.10斜拉桥设计应符合国家节能、节地、节水、节材和保护环境等有关要求。
1.0.11斜拉桥设计采用新工艺、新技术、新材料、新设备时，应符合国家及行业有关规定。
1.0.12斜拉桥设计除应符合本规范外，尚应符合国家现行有关标准的规定。
2术语和符号
2.1术语
2.1.1斜拉桥cable-stayed bridge
以斜拉（斜张）索连接索塔和主梁作为桥跨结构的桥。
2.1.2多塔斜拉桥multi-pylon cable-stayed bridge
具有两个以上桥塔的斜拉桥。
2.1.3混凝土梁斜拉桥cable-stayed bridge with concrete girder
主梁为钢筋混凝土或预应力混凝土结构的斜拉桥。
2.1.4钢梁斜拉桥cable-stayed bridge with steel girder
主梁为钢结构的斜拉桥。
2.1.5结合梁斜拉桥cable-stayed bridge with composite girder
主梁横断面由钢结构和混凝土结构组合构成的斜拉桥。
2.1.6钢混混合梁斜拉桥cable-stayed bridge with hybrid girder
主梁沿顺桥向分段，分别由钢或混凝土等不同材料共同构成的斜拉桥。
2.1.7斜拉索stay cable
将斜拉桥主梁及桥面荷载等直接传递到索塔上的主要承重构件。
2.1.8索塔pylon
用以锚固或支承斜拉索，并将索力传递给基础的塔柱结构。
2.1.9钢-混凝土结合塔steel concrete combined pylon
.横断面由钢结构和混凝土结构组合构成共同承载的斜拉桥索塔。
2.1.10钢-混凝土混合塔steel concrete hybrid pylon
沿塔高度方向，采用混凝土结构、钢结构或钢-混凝土结构组合的斜拉桥索塔。
2.1.11主梁girder
由斜拉索、支座等支承，直接承受由桥面传递荷载的结构体。
2.1.12辅助墩assistant pier
在边跨范围内设置的桥墩。
2.1.13跨径span
桥梁顺桥向相邻桥墩（索塔）中心线间的距离。
2.1.14跨度calculated span
桥梁顺桥向相邻桥墩（索塔）支承中心线间的距离。
2.1.15边跨径side span
边索塔中心线至离主桥最外侧桥墩中心线间的距离。
2.1.16宽跨比width-span ratio
主梁宽度（最外侧主桁中心间距）与跨径的比值。
2.1.17钢锚箱steel anchorage box
索塔和主梁上锚固斜拉索的箱形钢结构构造。
2.1.18钢锚梁steel anchorage beam
索塔上锚固斜拉索，并通过受拉平衡两侧水平分力的钢结构梁体。
2.1.19斜拉索涡激共振vortex-induced vibration of cable stays
风流经斜拉索时会发生漩涡脱落，当漩涡脱落频率接近或等于斜拉索的自振频率时，由周期性涡激力所激发形成的斜拉索共振现象。
2.1.20斜拉索尾流驰振wake galloping of cable stays
沿来流方向并排布置的斜拉索因后排索处于前排索尾流气动不稳定区而发生的振动。
2.1.21斜拉索参数共振parametric resonance of cable stays
当桥面或桥塔的振动频率与斜拉索的竖向振动频率满足倍数条件时，由于斜拉索内力变化而引起的斜拉索竖向振动。
2.1.22斜拉索风雨振rain-wind induced vibration of cable stays
风的作用使雨水沿斜拉索表面规则流动而引起的斜拉索驰振类型的振动。
2.1.23支承体系supporting system
斜拉桥全长范围内的墩（塔）上均设竖向支座，某一塔墩处支座约束纵向位移的结构体系。
2.1.24半飘浮体系semi-floating system
斜拉桥全长范围内的墩（塔）上均设竖向支座，塔墩处可设置纵向阻尼减振装置，其他墩上支座均不约束纵向位移的结构体系。
2.1.25塔梁固结体系fixed system between pylon and girder
塔梁固结、塔墩间设置支座的结构体系。
2.1.26刚构体系rigid frame system
塔、梁、墩固结的结构体系。
·2.1.27预置基础precast block foundation
将预制基础安置在水中已处理的地基上的基础。
2.1.28成桥恒载索力cable force by dead load
斜拉桥施工和索力调整完成后恒载作用下的斜拉索索力。
2.1.29车桥耦合振动vehicle bridge coupling vibration
车辆在桥梁上运动时由于轨道不平顺和桥梁变形引起的车辆和桥梁的振动。
2.1.30计算塔高pylon height for calculation
最外侧斜拉索中心线与主塔中心线的交点到桥面的高度。
2.1.31E1地震作用（设计地震）E1 ground motion earthquake action
50年超越概率10%，相当于地震重现期475年。
2.1.32E2地震作用（罕遇地震）E2 ground motion earthquake action
50年超越概率2%，相当于地震重现期2475年。
3基本规定
3.1,一般规定
3.1.1斜拉桥主梁、斜拉索、索塔和基础等主要构件应合理选择材料、结构类型和构造。
3.1.2斜拉桥线路纵断面官设为人字坡，主跨可不设置活载预拱度；当线路为直线坡时，宜设置活载预拱度。
3.1.3斜拉桥设计应考虑斜拉索可更换，结构构件应便于加工、运输、安装、检查及养护。
3.1.4斜拉桥设计应明确制造和施工过程的关键控制工况，明确结构体系转换顺序及应采取的相应措施。
3.1.5斜拉桥钢结构应根据设计使用寿命和使用环境选择合适的材质及涂装体系，并符合相关标准的规定。混凝土结构应符合《铁路混凝土结构耐久性设计规范》TB10005的相关规定。
3.2孔跨及结构布置
3.2.1斜拉桥孔跨布置可采用双塔三跨式、独塔双跨式和多塔多跨式等形式，可根据需要设置辅助墩。独塔斜拉桥边跨与主跨跨径比宜为0.55~1.00，双塔或多塔斜拉桥的边跨与主跨跨径比可参考表3.2.1。
4材料
4.1混凝土
4.1.1斜拉桥主梁、索塔预应力混凝土构件的混凝土强度等级不应低于C50,钢筋混凝土构件的混凝土强度等级不应低于C40。
4.1.2混凝土抗压强度标准值应采用标准方法制作试件，养护至28d龄期，以标准试验方法测得的具有95%保证率的抗压强度(以MPa计)。
4.2钢材
4.2.1斜拉桥各构件中普通钢筋和预应力钢筋类别、抗拉强度标准值、计算强度、弹性模量、容许应力和容许疲劳应力幅等，应符合《铁路桥涵混凝土结构设计规范》TB10092的相关规定。
4.2.2斜拉桥所采用的钢板和型钢的物理力学性能、容许应力和容许疲劳应力幅应符合《铁路桥梁钢结构设计规范》TB10091的相关规定。
4.2.3斜拉桥所采用复合钢板的物理力学性能和工艺性能应符合《不锈钢复合钢板和钢带》GB/T8165和《桥梁用结构钢》GB/T714的规定，复合钢板成品的不锈钢复层应按照《金属和合金的腐蚀奥氏体及铁素体-奥氏体（双相）不锈钢晶间腐蚀试验方法》GB/T4334的规定进行晶间腐蚀检验，经过180°弯曲试验后应无裂纹和晶间腐蚀现象。
4.3斜拉索材料
4.3.1斜拉索可采用7mm的镀锌钢丝或镀锌铝合金钢丝，其内容索引：1.总则……1
2术语和符号2
2.1术语2
2.2符号5
3基本规定6
3.1.一般规定6
3.2孔跨及结构布置6
3.3刚度7
3.4约束体系7
4材料……9
4.1混凝土9
4.2钢材9
4.3斜拉索材料9
4.4斜拉索及锚具的安全系数10
5设计荷载……12
5.1荷载种类12
5.2荷载组合14
6结构计算……15
6.1一般规定15
6.2静力计算15
6.3动力计算……17
6.4施工阶段计算18
7结构构造……·20
7.1一般规定……20
7.2基础……20
7.3索塔……20
7.4主梁……22
7.5斜拉索……25
7.6锚固……25
7.7支座及梁端伸缩装置………·26
7.8附属设施…26
8施工控制…………27
9养护维修及防护……28
9.1一般规定……28
9.2养护维修设施……28
9.3防护设施…………28
附录A斜拉桥索塔及多主桁风荷载计算……30
本规范用词说明37
《铁路斜拉桥设计规范》条文说明·38