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1、铁路连续梁桥与公路连续梁桥设计对比,预应力混凝土连续梁桥由于其结构体系具有变形小、刚度好、行车平顺舒适、伸缩缝少、养护简 单、抗震能力强等优点而被铁路桥、公路桥和城市桥梁设计广泛选用。,以武广铁路客运专线陆水特大桥(70+125 +70) m和乌海黄河公路大桥(75 + 130 + 75)m为例，分析对比跨度相近的高速铁路PC 连梁桥和高速公路PC 连梁桥的设计区别。,因为等跨度布置时边跨的跨中弯矩大于中跨弯矩，所以用缩短边跨的办法来调整弯矩的分布，比值一般为0.7-0.5，武广客运专线陆水特大桥和乌海黄河公路大桥都是三跨一联连续梁桥，武广铁路客运专线陆水特大桥跨径布置为(70+125+70)
2、m的铁路连续梁桥，它的边中跨比为0.56，而乌海黄河公路大桥为跨度为(75+130+75)m的公路连续桥，它的边中跨比0.57，基本上都在边中跨比值的合理范围。两桥的边跨比基本一致。两座桥的立面布置如图所示。,1、 桥梁孔跨布置的选择,1、结构设计对比,桥梁立面布置,2、截面尺寸的对比,武广客运专线陆水特大桥和乌海黄河公路大桥上部结构主梁部都采用单箱单室、变高度、变截面的箱形形式。具体布置如图所示。,陆水特大桥截面图(跨中梁高5.2m),乌海黄河大桥截面图（支点梁高7.0m，跨中3.0m）,(l)梁段划分,武广客运专线陆水特大桥:0号梁段长9m;l-7号梁段每段长3.0m;8-16号梁段每段长
3、4.0m;中跨合拢段、边跨合拢段17号梁段长均为2.0m;边跨现浇段18号梁段长7.25m。 乌海黄河公路大桥:0号梁段长8m;l-8号梁段每段长3.0m;9-17号梁段每段长4.0m;中跨合拢段18号梁段、边跨合拢段l9号梁段长均为2.0m;东侧边跨现浇段20号梁段长8.92m，西侧边跨现浇段20号梁段长8.84m。,(2)梁高,武广客运专线陆水特大桥:跨中梁高为5.2m，为主跨跨径的1/24.04;中支点梁高为9.2m，为主跨跨径的1/13.5；边跨梁端高度5.2m，梁高按圆曲线规律变化，变化范围为2-16号梁段，共61.5m范围；梁高理论计算位置为箱梁中心处，底板保持水平，肋板处高度根据
4、桥面横坡相应调整。,乌海黄河公路大桥:跨中梁高为3.0m，为主跨跨径的1/43.3;中支点梁高为7.0m，为主跨跨径1/18.6；边跨梁端高度3.0m，梁高按圆曲线规律变化，变化范围为2-17号梁段，共62m范围；梁高理论计算位置为箱梁中心处，底板保持水平，肋板处高度根据桥面横坡相应调整。,武广客运专线陆水特大桥:箱梁采用单箱单室箱式断面，悬臂长度为320cm，箱底宽700cm，采用直腹板，箱梁全宽为320 +700 +320 =1340cm。 乌海黄河公路大桥:箱梁采用单箱单室箱式断面，悬臂长度为330cm，箱底宽615cm，采用直腹板，箱梁全宽为330 +615 +330 =1275cm。
5、,(3)箱梁横向布置,(4)顶板、悬臂板、腹板、底板 武广客运专线陆水特大桥:顶板厚度为50cm，底板厚度48.5-110cm 按圆曲线变化，腹板采用直 腹板，其厚度为45-65-85-120cm。 乌海黄河公路大桥:顶板厚度为25cm，底板厚度从30cm至80cm按二次抛物线规律变化，腹板采用直腹板，其厚度为50-60-80cm。,(5)0号梁段 武广客运专线陆水特大桥陆桥:顶板厚度由50cm加厚到75cm，底板由104.0cm 线性增大到123.8cm，腹板厚由85cm线性变化到125cm。0号块设一道横隔板，厚度为300cm。横隔板上设置过人洞。 乌海黄河公路大桥:顶板厚度80cm，底板
6、厚150cm，腹板厚度80cm ;0号梁段和1号梁段之间顶板、底板、腹板厚度均按直线方式变化。0号梁段共设2道横隔梁，横隔梁厚100cm，净距200cm。横梁上设置人洞。,(6)中跨合拢段 武广客运专线陆水特大桥:中跨合拢段长2m,设置一道80cm的横隔板。 乌海黄河公路大桥:中跨合拢段长为2m,不设横隔板。,(7)两边悬臂浇筑梁段 武广客运专线陆水特大桥:顶板厚度从50cm至100cm、底板厚度从48.5cm至108.5cm、腹板厚度从45cm至70cm按直线方式变化。两边梁段各设1道横隔梁，横隔梁厚175 cm，横隔板上设置过人洞。 乌海黄河公路大桥:顶板厚度从30cm至80cm、底板厚度
7、从30cm至80cm、腹板厚度从30cm至8Ocm按直线方式变化。两边梁段各设l道横隔梁，横隔梁厚200cm，横隔板上设置过人洞。,从以上对比可以看出，跨度相近的高速铁路桥梁的截面尺寸比高速公路桥梁的截面尺寸大得多!,3、预应力体系对比分析 两座大桥上部结构预应力系统都包括纵向预应力、横向预应力和竖向预应力，预应力筋采用的形式基本相同，只是铁路桥梁所用的预应力筋多于公路桥梁。,2、收缩徐变规范对比,铁路桥涵设计规范中所采用的收缩徐变模型CEB-FIP(1978)的计算模型。 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵规范(JTG D62-2004)中的收缩徐变模型则采用CEB-FIP(1990)的模型。
8、,3、混凝土的耐久性,武广客运专线陆水特大桥:箱梁采用C55高性能、少徐变混凝土。 乌海黄河公路大桥:箱梁采用C50混凝土。,4、普通钢筋对比,(1)乌海黄河公路大桥和武广客运专线陆水特大桥:设计用普通钢筋为I级钢筋和L级钢筋，抗拉设计强度分别为240 MPa和340MPa，其中钢筋直径12mm采用L级钢筋，直径12mm采用I级钢筋。,(2)受拉区钢筋:公路桥中组成束筋的单根钢筋直径不应大于36mm。组成束筋的单根钢筋根数，当其值不大于28mm时不应多于三根，当其值大于28mm时应为两根。当单根钢筋直径大于36mm时，受拉区应设表层钢筋网。在顺束筋长度方向，钢筋直径不应小于10mm，其间距不应
9、大于100mm;在垂直于束筋长度方向，钢筋直径不应小于6mm，其间距不应大于100mm。上述钢筋网的布置，应超过束筋的设置范围，每边不小于5倍的钢筋直径。,铁路桥梁中受拉区域的钢筋可以单根或三根成束布置，钢筋的净距不得小于钢筋的直径(对带勒钢筋为计算直径)，并不得小于30mm。当钢筋(包括成束钢筋)层数等于或多于三层时，其净距不得小于l.5倍的钢筋直径，并不得小于45mm，竖向仍不得小于钢筋直径，并不得小于30mm。,(3)乌海黄河公路大桥:受弯构件、偏心受拉构件及轴心受拉构件的一侧受拉钢筋的配筋百分率不应小于45ftd/fsd，同时不应小于0.2。 武广客运专线陆水特大桥:受压及偏心受压构件
10、的最小配筋率(仅计受拉区),I级钢筋为0.25，级钢筋为0.2。,(4) 武广客运专线陆水特大桥:轴心受压构件、偏心受压构件全部纵向钢筋的配筋百分率不应小于0.6，同时一侧钢筋的配筋百分率不应小于0.2。当大偏心受拉构件的受压区配置按计算需要的受压钢筋时，其配筋百分率不应小于0.2。箍筋间距不应大于梁高的l/2，且不大于400mm;当所箍钢筋为需要的钢筋的纵向受压钢筋时，不应大于所箍钢筋的15倍，且不应大于40Omm。,乌海黄河公路大桥:仅轴心受压并配有纵筋及一般箍筋的构件，纵筋截面积不应小于构件截面积的0.5%，也不宜大于3%，纵筋的直径不宜小于12mm，箍筋的间距不应超过纵筋直径的15倍，
11、也不应大于构件横截面的最小尺寸，箍筋的直径不应小于纵筋直径的l/4，也不应小于6mm。 铁路规范中还特别规定了当采用螺旋筋时的配筋构造。,比较所得，铁路桥所用的钢筋数量和公路桥所用的钢筋数量是有比较大的区别的。,5 、构造细节规定规范对比,铁路桥混凝土的保护层厚度不得小于30mm，但是保护层厚度太大，混凝土表层因距钢筋过远容易碰坏，故也不宜大于50mm，但板的高度不小于300mm时，保护层厚度可减少为20mm。箍筋的保护厚度不得小于15mm。 公路桥混凝土的保护层厚度则根据环境的不同，保护层厚度的规定也不同。当规定中要求主拉区的混凝土保护层厚度大于50 mm时，应在保护层内设置直径不小于6mm
12、、间距不大于l00mm的钢筋网。,1、保护层厚度,2、钢筋最小锚固长度,铁路桥和公路桥钢筋最小锚固长度的规范,铁路桥涵规范比公路桥涵规范规定的更细的方面如表,6、梗肋处板的有效计算高度,铁路桥涵规范比公路桥涵规范规定的桥梁截面的梗肋处板的有效计算高度如图所示,铁路与公路桥梁截面梗肋处板的有效计算高度对比,注意：公路桥规中要求当梗肋处坡度tan大于1/3时，取1/3,7、公路与铁路桥活载对比,乌海黄河公路大桥设计荷载:公路一级荷载，其计算图示,公路一级车道荷载图,公路一级车道荷载的均布荷载标准值为 活载占自重的20%左右。,武广客运专线陆水特大桥设计荷载:,(1)恒 载 一期恒载:重量按设计尺寸计算，混凝土容重按26.5 kN/m3 计二期恒载:按146.7kN/m计。 (2)基础不均匀沉降 边、中支点基础不均匀沉降按2cm计，并取最不利组合。,(3)活 载 铁路客运专线ZK活载，其计算图示如图,铁路客运专线ZK活载图,活载占自重的50.78%。,综上所述，公路设计活载相比铁路设计活载要大很多，反映到桥梁结构上有一个重要特征，即铁路桥活载在整个荷载中所占比例高，活载与恒载比值大加之铁路列车运行对结构刚度要求高，铁路桥梁二期恒载也较大，因此铁路桥梁结构设计的技术难度自然更大。,