鐵路工程抗震設(shè)計規(guī)范報批稿_第1頁
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文檔簡介

1、1 總 則1.0.1 為貫徹中華人民共和國防震減災(zāi)法,統(tǒng)一鐵路工程抗震設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),滿足鐵路工程抗震的性能要求,特制定本規(guī)范。1.0.2 本規(guī)范適用于設(shè)防烈度為6度、7度、8度、9度地區(qū)的新建、改建標(biāo)準(zhǔn)軌距客貨共線鐵路工程的線路、路基、擋土墻、橋梁、隧道等工程的抗震設(shè)計??瓦\專線鐵路的抗震設(shè)計可參照本規(guī)范執(zhí)行。設(shè)防烈度大于9度的地區(qū)或有特殊抗震要求的工程及新型結(jié)構(gòu),其抗震設(shè)計應(yīng)作專門研究。1.0.3 抗震設(shè)防烈度應(yīng)采用中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖(GB 18306-2001)附錄D規(guī)定的地震基本烈度值。1.0.4 一般情況下,抗震設(shè)計可按中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖(GB 18306-2001)規(guī)定的地震動參數(shù)執(zhí)

2、行。對做過專門地震研究的地區(qū),可按批準(zhǔn)的設(shè)計地震動參數(shù)或抗震設(shè)防烈度進行抗震設(shè)計。對特別重要的鐵路工程,其場地所在位置應(yīng)進行地震安全性評價。1.0.5 鐵路工程應(yīng)按多遇地震、設(shè)計地震、罕遇地震三個水準(zhǔn)進行抗震設(shè)計。1.0.6 鐵路工程抗震設(shè)計除應(yīng)符合本規(guī)范外,尚應(yīng)符合國家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的要求。2 術(shù)語和符號2.1 術(shù) 語 抗震設(shè)計 seismic design抗御地震災(zāi)害的工程設(shè)計,包括抗震驗算及抗震措施。 抗震設(shè)防烈度 seismic fortification intensity按國家規(guī)定的權(quán)限批準(zhǔn)作為一個地區(qū)抗震設(shè)防依據(jù)的地震烈度。2.1.3 地震動峰值加速度 seismic pea

3、k ground acceleration 與地震動加速度反應(yīng)譜最大值相應(yīng)的水平加速度。2.1.4 多遇地震 low-level earthquake地震重現(xiàn)期為50年的地震動。2.1.5 設(shè)計地震 design earthquake地震重現(xiàn)期為475年的地震動。2.1.6 罕遇地震 high-level earthquake地震重現(xiàn)期為2450年的地震動。2.1.7 地震動反應(yīng)譜特征周期 characteristic period of the seismic response spectrum 地震動加速度反應(yīng)譜曲線開始下降點的周期。2.1.8 隔震技術(shù) isolation technol

4、ogy在結(jié)構(gòu)某些部位采用特殊元件改變結(jié)構(gòu)的振動特性及耗能機制,減小地震時結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的地震力。2.1.9 延性設(shè)計 ductility design 利用結(jié)構(gòu)本身的非線性變形能力,消耗地震能量,進行結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計2.1.10 抗震措施 seismic fortification measures 地震作用計算和抗力計算以外的抗震設(shè)計內(nèi)容,包括抗震構(gòu)造措施。2.1.11 場地 site 工程所在地,具有相似的反應(yīng)譜特征。2.2 符 號 地震動參數(shù)Tg場地的特征周期Ag設(shè)計地震動峰值加速度水平地震基本加速度2.2.2 作用和作用效應(yīng)M0橋墩基頂截面彎矩Mmax橋墩在罕遇地震下線性響應(yīng)的最大彎矩FiwE作

5、用于水中橋墩i點處單位墩高的水平地震動水壓力V0橋墩基頂截面剪力Ra橋梁支座的反力2.2.3 計算系數(shù)水平地震作用修正系數(shù)水平地震作用沿高度的增大系數(shù)Kc抗滑動穩(wěn)定系數(shù)K0抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)動力系數(shù)(加速度反應(yīng)譜放大系數(shù))f 滑動摩擦系數(shù)地基土容許承載力的修正系數(shù)l液化土的力學(xué)指標(biāo)的折減系數(shù)2.2.4 幾何參數(shù)dw地下水的埋深ds標(biāo)準(zhǔn)貫入或靜力觸探試驗點的深度du液化土層上覆蓋非液化土層的厚度h基礎(chǔ)置于地面或一般沖刷線以下的深度hw橋墩處常水位至基礎(chǔ)頂面的高度基礎(chǔ)底面計算方向的核心半徑I0換算截面的慣性矩2.2.5 材料指標(biāo)C0相應(yīng)于基底處地基土的豎向地基系數(shù)E材料的彈性模量m土的地基系數(shù)的比例系

6、數(shù)Ip黏性土的塑性指數(shù)材料的重力密度Vsm土層等效剪切波速土的內(nèi)摩擦角土的綜合內(nèi)摩擦角擋土墻墻背或橋臺臺背與填土之間的摩擦角2.2.6 其 它N實測標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)Ncr液化臨界標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)N0當(dāng)ds3m,dw和du2m,41時土層的液化臨界標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù) Fi液化土的抗液化指數(shù)T結(jié)構(gòu)的自振周期mb橋墩墩頂處的計算質(zhì)量md橋墩墩頂梁體計算質(zhì)量g重力加速度3 抗震設(shè)計的基本要求 按本規(guī)范進行抗震設(shè)計的鐵路工程,應(yīng)達到以下抗震性能標(biāo)準(zhǔn):標(biāo)準(zhǔn):地震后不損壞或輕微損壞,能夠保持其正常使用功能;標(biāo)準(zhǔn):地震后可能損壞,經(jīng)修補,短期內(nèi)能恢復(fù)其正常使用功能; 標(biāo)準(zhǔn):地震后可能產(chǎn)生較大破壞,但不出現(xiàn)整體倒塌,經(jīng)

7、搶修后可限速通車。3.0.2 鐵路工程所在地區(qū)可能遭受的地震影響程度,用設(shè)計地震動峰值加速度和地震動反應(yīng)譜特征周期(或抗震設(shè)防烈度)表述??拐鹪O(shè)防烈度和設(shè)計地震動峰值加速度值(Ag)的對應(yīng)關(guān)系見表3.0.2。表3.0.2 抗震設(shè)防烈度和設(shè)計地震動峰值加速度值(Ag)對應(yīng)表抗震設(shè)防烈度6789設(shè)計地震動峰值加速度值0.05g0.10(0.15)g0.20(0.30)g0.40g注:表中g(shù)為重力加速度 鐵路工程構(gòu)筑物的設(shè)防目標(biāo)及分析方法應(yīng)符合表的規(guī)定。表 鐵路工程構(gòu)筑物設(shè)防目標(biāo)及分析方法地震動水準(zhǔn)多遇地震設(shè)計地震罕遇地震設(shè)計方法1、橋梁進行強度、變形和穩(wěn)定性驗算。2、分析方法:一般橋梁:反應(yīng)譜法;

8、重點橋梁、技術(shù)復(fù)雜及新結(jié)構(gòu)橋梁:反應(yīng)譜法、時程反應(yīng)分析法。1、路基、擋土墻、隧道、橋臺:按靜力法進行強度、變形和穩(wěn)定性驗算。2、按靜力法驗算橋梁上、下部結(jié)構(gòu)連接構(gòu)造的安全。3、路基、擋土墻、隧道加強抗震措施。4、加強橋墩基頂處箍筋布置及設(shè)置防止落梁措施。1、橋梁進行最大位移分析,并對橋墩進行延性驗算。2、分析方法:一般橋梁:鋼筋混凝土橋墩按簡化方法進行延性驗算。 重點橋梁、技術(shù)復(fù)雜及新結(jié)構(gòu)橋梁:作非線性時程反應(yīng)分析。結(jié)構(gòu)反應(yīng)及工程設(shè)防目標(biāo)結(jié)構(gòu)處于彈性工作階段,抗震性能應(yīng)達到標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)構(gòu)整體進入非彈性工作階段,抗震性能應(yīng)達到標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)構(gòu)進入彈塑性工作階段,抗震性能應(yīng)達到標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)防烈度為7、8、9度地

9、區(qū)的鐵路構(gòu)筑物,除按表進行抗震驗算外,尚應(yīng)按工程所在地區(qū)評定的抗震設(shè)防烈度采取抗震措施。位于設(shè)防烈度6度地區(qū)、場地類別為、類的重要橋梁,應(yīng)按7度區(qū)采取防止落梁措施。其它橋梁、路基及隧道工程可不進行抗震設(shè)防。3.0.4 驗算鐵路工程的抗震強度、變形、穩(wěn)定性時,一般只計水平向地震的作用。3.0.5 鐵路工程的抗震設(shè)計方案,應(yīng)符合下列原則:1 線路應(yīng)選擇在設(shè)防烈度較低和對抗震有利的地段通過;2 構(gòu)筑物體形簡單、受力明確、自重輕、剛度和質(zhì)量勻稱、重心低;3 采用有利于提高結(jié)構(gòu)整體性的連接方式。4 條件允許時,可采用隔震、耗能裝置,減小構(gòu)筑物的地震反應(yīng)。5 采用技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、便于修復(fù)加固的抗震措施

10、。6 采用對抗震有利的延性結(jié)構(gòu)或材料。7 對非巖石地基,尤其是砂土液化地區(qū),應(yīng)特別注意基礎(chǔ)的加深與加強。3.0.6 跨越鐵路的跨線橋、天橋、立交明洞、渡槽等構(gòu)筑物,應(yīng)按不低于該處鐵路工程的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)進行抗震設(shè)計。4 場地和地基4.0.1 評定場地土和場地分類應(yīng)符合下列規(guī)定:1 場地土類型劃分如表-1。表-1 場地土類型劃分場地土類型巖土名稱和性狀剪切波速范圍(m/s)I巖石或堅硬土巖石、密實的碎石類土Vsm500II中硬土中密、稍密碎石土,密實、中密礫、粗、中砂,基本承載力0250kPa的黏性土、粉土和老黃土(Q1、Q2)250Vsm500III中軟土稍密礫、粗、中砂,基本承載力0250kP

11、a的黏性土、粉土和新黃土(Q3、Q4),0140kPa的填土。150Vsm250IV軟弱土淤泥和淤泥質(zhì)土,松散的砂,新近沉積的黏性土,粉土和新黃土,基本承載力0140kPa的填土。Vsm1502 場地類別劃分1)場地計算深度內(nèi)為單一土層時,場地類別與場地土類型一致。2)場地計算深度內(nèi)存在多層的場地土?xí)r,場地類別應(yīng)取平均剪切波速Vsm值,并符合表-2規(guī)定。平均剪切波速Vsm值應(yīng)按下式計算: ()式中計算深度內(nèi)的土層平均剪切波速(m/s);H計算深度(m),應(yīng)取地面或一般沖刷線以下25m,并不得小于基礎(chǔ)底面以下10m;計算深度內(nèi)第i土層的厚度(m);第i土層的剪切波速(m/s);計算深度內(nèi)土層數(shù)。

12、表-2 場地類別IIIIIIIVVsm500250Vsm500150Vsm250Vsm1503)跨度32m及以下的簡支梁橋,當(dāng)無土層剪切波速實測資料時,可根據(jù)巖土名稱和性狀,按本規(guī)范附錄A選用。4.0.2 飽和砂土和飽和粉土屬可液化土層。當(dāng)?shù)鼗写嬖诳梢夯翆訒r應(yīng)按本規(guī)范附錄B進行液化判定。4.0.3 可液化土層符合下列條件之一時,可不考慮液化的影響,并不再進行液化判定。1 地質(zhì)年代屬于上更新統(tǒng)及其以前年代的飽和砂土、粉土。2 土中采用六偏磷酸鈉作分散劑的測定方法測得的黏粒含量百分比Pc,當(dāng)設(shè)防烈度為7度時應(yīng)大于10;為8度時應(yīng)大于13;為9度時應(yīng)大于16。3 基礎(chǔ)埋置深度不超過2m的天然地基

13、,應(yīng)符合圖4.0.3的要求。(a)砂 土 (b)粉 土圖4.0.3 利用du和dw的液化初判圖圖中:du為第一層液化土頂面至地面或一般沖刷線之間所有上覆非液化土層厚度,不包括軟土、砂土與碎石土的厚度;dw為常地下水位埋深。4.0.4 驗算基礎(chǔ)的地基抗震強度時,地基土的容許承載力可按下式計算: ()式中E地基土抗震容許承載力;地基土容許承載力;地基土容許承載力修正系數(shù),按表4.0.4采用。柱樁的地基容許承載力的修正系數(shù)可取1.5;摩擦樁的地基容許承載力的修正系數(shù)根據(jù)土的性質(zhì)可取1.21.4。表 地基土容許承載力的修正系數(shù)值地 基 土修正系數(shù)值未風(fēng)化至強風(fēng)化的硬質(zhì)巖石1.5未風(fēng)化至微風(fēng)化的軟質(zhì)巖1

14、.5基本承載力0500kPa的巖石和土1.4150kPa0500kPa的巖石和土1.3100kPa0150kPa的土1.2注:1.軟質(zhì)巖是指飽和單軸極限抗壓強度為1530MPa的巖石;2.100kPa0150kPa的土,不包括液化土、軟土、人工棄填土等。4.0.5 地基內(nèi)有液化土層時,液化土層的力學(xué)指標(biāo),可按本規(guī)范附錄C進行折減。液化土層以下的土層容許承載力修正系數(shù),應(yīng)符合本規(guī)范第4.0.4條的規(guī)定。液化土層以上的土層容許承載力不應(yīng)修正。5 線 路5.0.1 線路應(yīng)選擇在工程地質(zhì)條件良好、地形開闊平坦或緩坡地段,并宜繞避近期活動的斷層破碎帶,易液化砂土、粉土及軟土等地基,較厚的松散坡積層,嚴(yán)重

15、的泥石流發(fā)育地區(qū),不穩(wěn)定的懸崖深谷,嚴(yán)重的山坡變形和易塌陷的地下空洞等對抗震不利的地段。5.0.2 線路應(yīng)避開抗震設(shè)防烈度為9度地震區(qū)的主要活動斷裂帶,難以避開時,應(yīng)選擇在其較窄處通過。5.0.3 線路通過可液化土與軟土等松軟地區(qū)時,宜選擇在地表有較厚非液化土層或硬殼層處,并宜設(shè)置低路堤。5.0.4 土質(zhì)松軟或巖層破碎、地質(zhì)構(gòu)造不利地段的線路不應(yīng)做深長路塹。5.0.5 線路應(yīng)避開不穩(wěn)定的懸崖陡壁地段,難以避開時,應(yīng)采用隧道通過。5.0.6 隧道設(shè)在傍山地段時,隧道應(yīng)內(nèi)移;隧道洞口不應(yīng)設(shè)在地震時易產(chǎn)生崩塌、滑坡、錯落等不良地質(zhì)地區(qū)。5.0.7 橋梁位置應(yīng)選擇在良好的地基和穩(wěn)定的河岸地段。當(dāng)難以避

16、開可液化土層和軟土地基時,橋梁中線宜與河流正交。6 路基和擋土墻6.1 抗震強度和穩(wěn)定性驗算 路基抗震穩(wěn)定性的驗算范圍,應(yīng)符合表的規(guī)定。表-1 路基抗震穩(wěn)定性的驗算范圍 鐵路等級 Ag路基項目、級鐵路、級鐵路0.1、0.15g0.2g0.3g0.4g0.4g巖石及非液化土、非軟土地基上的路堤非浸水用塊石土及細(xì)粒土(黏土、有機土除外)填筑不驗算H15驗算H12驗算H10驗算H15驗算用巨粒土(塊石土除外)、粗粒土(粉砂、細(xì)砂除外)填筑不驗算H12驗算H9驗算H6驗算H12驗算浸水用滲水土(粉砂、細(xì)砂、中砂除外)填筑不驗算Hw3驗算Hw2.5驗算Hw2驗算水庫地區(qū)Hw3驗算地面橫坡大于13的路堤不

17、驗算驗算驗算驗算驗算路 塹黏性土、黃土、碎石類土 一般不驗算H20驗算H17驗算H15驗算H20驗算注: 表中H為路基邊坡高度(m);Hw為路堤浸水常水位的深度(m)。擋土墻抗震強度和穩(wěn)定性的驗算范圍,應(yīng)符合表-2的規(guī)定。表-2 擋土墻抗震強度和穩(wěn)定性的驗算范圍 鐵路等級 Ag路基土、級鐵路、級鐵路0.1、0.15g0.2g0.3g0.4g0.4g巖石及非液化土、非軟土地基非浸水不驗算H4驗算H2驗算驗算驗算浸 水不驗算驗算驗算驗算驗算液化土及軟土地基驗算驗算驗算驗算驗算注:表中H為擋土墻趾至墻頂面的高度(m)。 驗算路基的抗震穩(wěn)定性和擋土墻的抗震強度及穩(wěn)定性時,按設(shè)計地震進行計算。、級鐵路的

18、荷載應(yīng)包括恒載、列車活荷載和水平地震作用。、級鐵路的荷載應(yīng)只包括恒載和水平地震作用。水平地震作用應(yīng)采用靜力法計算。浸水擋土墻和水庫地區(qū)浸水路堤,以及濱河地區(qū)、級鐵路浸水路堤,尚應(yīng)計常水位的靜水壓力和浮力。 路基與地基抗震穩(wěn)定性驗算時,應(yīng)采用圓弧條分法,水平地震力和穩(wěn)定系數(shù)的計算,應(yīng)符合以下規(guī)定(圖):1 作用于各條土塊質(zhì)心處的水平地震力應(yīng)按下式計算: (-1)式中 第i條土塊質(zhì)心處的水平地震力(kN); 水平地震作用修正系數(shù),取值0.25; 設(shè)計地震動峰值加速度(m/s2); 第i條土塊的質(zhì)量(t)。2 穩(wěn)定系數(shù)應(yīng)按下式計算: (-2)圖 驗算路基穩(wěn)定性圖式式中 穩(wěn)定系數(shù); 第i土條滑裂面處土

19、的固結(jié)快剪黏聚力(kPa); 第i土條滑裂面處土的固結(jié)快剪摩擦角(度); 第i土條自重在滑弧法向的作用力(kN),; 第i土條滑裂面對水平面的夾角(度);第i土條滑面以上土的自重(kN); 第i土條滑裂面的長度(m); 第i土條在滑弧切線方向產(chǎn)生的下滑力(kN),; 第i土條在滑弧切線方向產(chǎn)生的水平地震力(kN),; 滑弧半徑(m); 土條質(zhì)心至滑弧圓心垂直距離(m)。3 液化土的力學(xué)指標(biāo)應(yīng)按附表予以折減。4 路基穩(wěn)定系數(shù)K的取值,應(yīng)符合下列規(guī)定:、級鐵路、路基邊坡高度小于或等于15m時,路基穩(wěn)定系數(shù)K不應(yīng)小于1.10,邊坡高度大于15m時,不應(yīng)小于1.15;、級鐵路不應(yīng)小于1.05。 當(dāng)路基

20、抗震驗算穩(wěn)定系數(shù)小于條規(guī)定時,應(yīng)采用加固地基土、加筋或設(shè)置反壓護道等措施。 作用于擋土墻上的地震主動土壓力,應(yīng)按庫倫理論公式計算。但土的內(nèi)摩擦角或土的綜合內(nèi)摩擦角、墻背摩擦角、土的重度,受地震作用的影響,應(yīng)根據(jù)地震角分別按下列公式進行修正。 (-1) (-2) (-3) (-4)式中 修正后的土的內(nèi)摩擦角(度);修正后的土的綜合內(nèi)摩擦角(度);修正后的墻背摩擦角(度);修正后的土的重度(kN/m3);地震角(度),應(yīng)按表采用。表 地震角 Ag地震角0.10.15g0.2g0.3g0.4g水上1°303°4°306°水下2°305°7&

21、#176;3010° 擋土墻第i截面以上墻身質(zhì)心處的水平地震力,應(yīng)按下式計算: ()式中 第i截面以上墻身質(zhì)心處的水平地震力(kN);水平地震作用修正系數(shù),巖石地基取值0.20,非巖石地基取值0.25;第i截面以上墻身的質(zhì)量(t);水平地震作用沿墻高增大系數(shù),其數(shù)值應(yīng)按表采用(圖);設(shè)計地震動峰值加速度(m/s2)。表 水平地震作用沿墻高增大系數(shù) 鐵路等級墻高(m)、級鐵路、級鐵路H1211H121+hi/H1(a)擋土墻驗算第i截面以上墻體 (b)水平地震作用增大系數(shù)圖 水平地震作用增大系數(shù)圖式hi第i截面以上墻身質(zhì)心至墻底的高度(m)。 擋土墻的抗震強度和穩(wěn)定性驗算,應(yīng)符合下列規(guī)

22、定:1 基礎(chǔ)底面合力偏心距應(yīng)符合表-1的規(guī)定。表-1 基礎(chǔ)底面合力偏心距地 基 土偏 心 距未風(fēng)化至弱風(fēng)化的硬質(zhì)巖石b/3上項以外的其它巖石b/4基本承載力0200kPa的土層b/5基本承載力0200kPa的土層b/6注:表中b為擋土墻底面的寬度(m)。2 混凝土和石砌體墻身截面偏心距,不應(yīng)大于驗算截面處的寬度的0.4倍。3 建筑材料的容許應(yīng)力的修正系數(shù),應(yīng)按表-2的規(guī)定采用。表-2 建筑材料容許應(yīng)力修正系數(shù)材 料 名 稱應(yīng) 力 類 別修 正 系 數(shù)混凝土和石砌體剪應(yīng)力、彎曲拉應(yīng)力1.0壓 應(yīng) 力1.5鋼 材剪應(yīng)力、拉、壓應(yīng)力1.54 抗滑動穩(wěn)定系數(shù)Kc取值不應(yīng)小于1.1,抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)K0取

23、值不應(yīng)小于1.3。5 擋土墻的穩(wěn)定系數(shù),應(yīng)按下列公式計算(圖)。1)沿基底的抗滑動穩(wěn)定系數(shù) (-1)式中 N作用于基底上的總垂直力(kN);Ex地震主動土壓力的總水平分力(kN);Ey地震主動土壓力的總垂直分力(kN);基底傾斜角(度);FihE擋土墻墻身的總水平地震力(kN);f基底與地層間摩擦系數(shù)。圖 驗算擋土墻穩(wěn)定性圖式2)抗傾覆穩(wěn)定系數(shù) (-2)式中 My穩(wěn)定力系對墻趾的總力矩(kN·m);M0傾覆力系對墻趾的總力矩(kN·m)。6.2 抗震措施 路堤填料的選擇,應(yīng)符合下列規(guī)定:1 路堤填料應(yīng)符合鐵路路基設(shè)計規(guī)范的有關(guān)規(guī)定,并應(yīng)選用黏性土、碎石類土等抗震穩(wěn)定性較好的

24、土。、級鐵路受條件限制采用粉砂、細(xì)砂、中砂作填料時,應(yīng)改良土質(zhì)或采取加固措施。2 路堤浸水部分的填料,應(yīng)選用抗震穩(wěn)定性較好的滲水性土。當(dāng)采用粉砂、細(xì)砂、中砂作填料時,應(yīng)采取防液化措施。 在巖石和非液化土、非軟土地基上的路堤,邊坡高度大于表規(guī)定時,應(yīng)采用土工合成材料等加筋措施加固邊坡;當(dāng)填料及用地不受限制時,其邊坡坡度應(yīng)按現(xiàn)行鐵路路基設(shè)計規(guī)范規(guī)定放緩一級。表 路堤邊坡高度限值 Ag 鐵路等級填 料、級鐵路、級鐵路0.2g0.3g0.4g0.4g巨粒土及細(xì)粒土(黏土、有機土除外)15121015粗粒土(細(xì)砂、粉砂除外)107510 路基為半填半挖和路堤修筑在地面橫坡大于1:5的穩(wěn)定斜坡上時,原地面

25、應(yīng)挖臺階,臺階寬度不應(yīng)小于2.5m,并應(yīng)做好排水工程。必要時,尚應(yīng)采取設(shè)置支擋構(gòu)筑物等防滑措施。 路堤地基中存在液化土層時,應(yīng)進行抗震穩(wěn)定性驗算。若穩(wěn)定系數(shù)小于允許值,應(yīng)采取加固地基土、或設(shè)置反壓護道等措施。但滿足下列條件之一者,可不采取抗震措施。1 、級鐵路路堤高度小于3m;、級鐵路路堤高度小于4m。2 、級鐵路路堤高度小于5m;、級鐵路路堤高度小于6m,且設(shè)防烈度為7度、8度、9度時,地面以下分別為5、6、7m深度內(nèi),液化土層累計厚度小于2m。 3 上覆非液化土層厚度du或地下水位深度dw大于表的規(guī)定。 表 du或dw的限值 設(shè)防烈度 du或dw值(m)鐵路等級7度8度9度、級鐵路567、

26、級鐵路345 在可液化地區(qū)取土?xí)r,、級鐵路取土坑至路堤坡腳的距離不應(yīng)小于5m。 軟土地基上小于臨界高度的路堤,當(dāng)?shù)孛嬗矚さ暮穸却笥诒硪?guī)定時,可不采取抗震措施。當(dāng)硬殼厚度小于表規(guī)定時,設(shè)防烈度為8度和9度,路堤邊坡坡度應(yīng)按現(xiàn)行鐵路路基設(shè)計規(guī)范規(guī)定放緩一級或加設(shè)寬為12m的護道,護道的高度不宜小于路堤高度的1/2。表 硬殼厚度限值 設(shè)防烈度 硬殼厚度(m)鐵路等級8度9度、級鐵路23、級鐵路2 軟土地基上大于臨界高度的路堤,應(yīng)符合下列規(guī)定:1 當(dāng)?shù)鼗巡扇∷槭瘶?、砂井、旋噴樁、粉噴樁、石灰樁等加固時,可不再考慮地震影響。2 當(dāng)采用反壓護道加固且設(shè)防烈度為8度和9度時,、級鐵路應(yīng)將護道和堤身的邊坡坡

27、度均按現(xiàn)行鐵路路基設(shè)計規(guī)范規(guī)定的坡值放緩一級。 軟土地基上的路堤基底采用砂石墊層時,墊層材料應(yīng)采用碎石或粗砂夾碎石(卵石),不得采用細(xì)砂;9度及以上地震區(qū)不宜采用中、粗砂。 黏性土路塹邊坡高度大于表規(guī)定時,應(yīng)按現(xiàn)行鐵路路基設(shè)計規(guī)范規(guī)定邊坡放緩一級或采取加固措施。表 黏性土路塹邊坡高度限值 Ag 邊坡高度(m)鐵路等級0.2g0.3g0.4g、級鐵路151210、級鐵路201715 當(dāng)設(shè)防烈度為8度和9度時,、級鐵路的碎石類土路塹邊坡坡形和坡率,應(yīng)根據(jù)土的密度、含水量和土層的成因,并結(jié)合邊坡高度確定。當(dāng)受地形、地質(zhì)限制不宜放緩邊坡時,應(yīng)采取加固措施。 巖石路塹,當(dāng)石質(zhì)破碎或有軟弱夾層、山坡有危石

28、或上部覆蓋層受震易坍塌時,應(yīng)采用支擋加固措施,、級鐵路宜設(shè)置輕型柔性防護、隧道或明洞。 設(shè)防烈度為8度和9度時,、級鐵路的巖石路塹,宜采用光面、預(yù)裂、控制爆破,不應(yīng)采用大爆破施工。 、級鐵路擋土墻應(yīng)采用片石混凝土或混凝土整體灌筑,其強度等級不宜低于C20。 設(shè)防烈度為8度和9度時,、級鐵路擋土墻的高度應(yīng)符合以下規(guī)定:1 路肩、路堤和土質(zhì)路塹擋土墻高度不宜大于8m;2 石質(zhì)路塹擋土墻高度不宜大于10m。 混凝土擋土墻的施工縫或衡重式擋土墻的變截面處,必須設(shè)置榫頭或采用短鋼筋加固,榫頭的面積不應(yīng)小于截面面積的20%。 當(dāng)設(shè)防烈度為8度和9度時,、級鐵路總高度大于10m的護墻,應(yīng)采用片石混凝土或混凝

29、土整體澆筑,強度等級不低于C20。 擋土墻應(yīng)分段修筑,每段長度不宜大于15m;在分段處、地基土層及墻高變化較大處,應(yīng)設(shè)置沉降縫。 位于可液化土層及軟土地基上的擋土墻,宜采取砂樁、碎石樁等加固地基措施。當(dāng)采用樁基時,樁尖應(yīng)伸入穩(wěn)定土層。 對擋土墻、高路堤、深路塹等工程,如果可液化土層不能滿足路基工程穩(wěn)定要求時:若液化等級為嚴(yán)重,地基應(yīng)采用樁基、深基礎(chǔ)、復(fù)合地基全部消除液化沉陷;對其它工程或液化等級為中等的結(jié)構(gòu),應(yīng)采用改善受力條件、加強結(jié)構(gòu)剛度、減輕荷載、合理設(shè)置沉降縫等措施部分消除液化沉陷。 受滑坡影響的工程應(yīng)按條計算滑體上的水平地震力,將其作為臨時荷載進行穩(wěn)定分析,安全系數(shù)取值應(yīng)根據(jù)滑坡的發(fā)展

30、階段、滑面巖土力學(xué)指標(biāo)、地震影響程度、鐵路等級、工程的重要性綜合確定,一般可采用1.01.2。7 橋 梁7.1 一般規(guī)定 本章適用于跨度小于150m的鋼梁及跨度小于120m的鐵路鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土等梁式橋的抗震設(shè)計。7.1.2 橋梁應(yīng)按下列要求進行抗震設(shè)計驗算:按多遇地震進行橋墩、基礎(chǔ)的強度、偏心及穩(wěn)定性驗算;按設(shè)計地震驗算上、下部結(jié)構(gòu)連接構(gòu)造的強度;按罕遇地震進行延性設(shè)計,對橋墩進行延性驗算。不同結(jié)構(gòu)橋梁的抗震設(shè)計驗算內(nèi)容應(yīng)符合表規(guī)定。表 橋梁抗震設(shè)計驗算內(nèi)容結(jié)構(gòu)形式多遇地震設(shè)計地震罕遇地震混凝土橋墩強度、偏心及穩(wěn)定性驗算驗算連接構(gòu)造一般不驗算;但應(yīng)增設(shè)護面鋼筋鋼筋混凝土橋墩強度及穩(wěn)定

31、性驗算驗算連接構(gòu)造按簡化法進行延性驗算特別重要橋梁強度及穩(wěn)定性驗算驗算連接構(gòu)造按非線性時程反應(yīng)分析法進行延性驗算注:對于簡支或連續(xù)梁橋的上部結(jié)構(gòu)可不進行抗震強度和穩(wěn)定性驗算,但應(yīng)采取抗震措施。 橋梁抗震設(shè)計應(yīng)結(jié)合地形、地質(zhì)條件、構(gòu)造特點、工程規(guī)模及震害經(jīng)驗等,選擇適當(dāng)?shù)臉蛐图岸张_、基礎(chǔ)型式。當(dāng)橋梁必須穿越地震斷層時,宜采用跨度較小、墩高較低的簡支梁橋通過。7.1.4 計算橋梁的地震作用時,應(yīng)計入地基變形的影響。7.1.5 橋梁抗震驗算時,應(yīng)分別計算順橋向和橫橋向的水平地震作用。對于抗震設(shè)防烈度為9度的懸臂結(jié)構(gòu)和預(yù)應(yīng)力混凝土剛構(gòu)橋等,還應(yīng)考慮豎向地震作用與水平地震作用的不利組合。豎向地震作用可按

32、結(jié)構(gòu)恒載和活荷載總和的7計入,或按水平地震基本加速度值的65進行動力分析。7.1.6 橋梁抗震驗算荷載,應(yīng)為地震作用與表7.1.6所列的荷載進行最不利的組合。表 橋梁荷載荷 載 分 類荷 載 名 稱恒 載結(jié)構(gòu)自重土壓力靜水壓力及浮力活荷載活載重力離心力列車活載產(chǎn)生的土壓力注: 1.雙線橋只考慮單線活荷載;2.驗算橋墩橋臺時,一律采用常水位設(shè)計。常水位包括地表水或地下水。7.1.7 橋梁抗震驗算對于、級鐵路,應(yīng)分別按有車、無車進行計算,當(dāng)橋上有車時,順橋向不計活荷載引起的地震力,橫橋向只計50活荷載引起的地震力,作用點在軌頂以上2m處,活荷載垂直力均計100。、級鐵路均按無車進行計算。7.1.8

33、 橋梁抗震驗算應(yīng)符合下列規(guī)定:1 基礎(chǔ)底面的合力偏心距e,應(yīng)符合表7.1.8-1的規(guī)定。表-1 基礎(chǔ)底面合力偏心距e地 基 土e未風(fēng)化至弱風(fēng)化的硬質(zhì)巖石2.0上項以外的其它巖石1.5基本承載力0200kPa的土層1.2基本承載力0200kPa的土層1.0注:表中為基礎(chǔ)底面計算方向的核心半徑。2 砌體及混凝土截面合力偏心距e,應(yīng)符合表7.1.8-2的規(guī)定。表-2 砌石及混凝土截面合力偏心距e截 面 形 狀e矩形及其它形狀0.8S圓 形0.7S注:表中S為截面形心至最大壓應(yīng)力邊緣的距離。3 配有少量鋼筋的混凝土重力式橋墩、橋臺截面的偏心距可大于表7.1.8-2的規(guī)定值。配筋量應(yīng)按強度計算確定,配筋

34、率和裂縫寬度可不受限制。4 建筑材料容許應(yīng)力的修正系數(shù),按本規(guī)范表6.1.72的規(guī)定采用。5 滑動穩(wěn)定系數(shù)不應(yīng)小于1.1。6 傾覆穩(wěn)定系數(shù)不應(yīng)小于1.3。7.2 橋墩抗震分析方法 簡支梁橋墩抗震分析一般采用單墩力學(xué)模型計算,梁部只計質(zhì)量影響;也可采用圖的全橋力學(xué)模型進行計算,并計入梁部及橋面系剛度影響。圖7.2.1 全橋力學(xué)模型平動柔度系數(shù);轉(zhuǎn)動柔度系數(shù);7.2.2 多遇地震作用下,橋墩抗震計算,一般采用反應(yīng)譜法。對特別重要或采用減震、耗能裝置的橋梁,除按反應(yīng)譜法計算外,還應(yīng)選用符合抗震設(shè)計要求的地震波,采用時程反應(yīng)分析法進行分析。在罕遇地震作用下,應(yīng)采用非線性時程反應(yīng)分析法,或按簡化方法進行

35、延性驗算。7.2.3 當(dāng)結(jié)構(gòu)自振周期小于2秒,且阻尼比=0.05時,動力放大系數(shù)可按圖7.2.3取值,不符合上述條件時,應(yīng)另行研究。結(jié)構(gòu)自振周期T的簡化計算可按本規(guī)范附錄D進行。圖7.2.3 動力放大系數(shù)曲線根據(jù)場地類別和地震動參數(shù)區(qū)劃確定的地震動反應(yīng)譜特征周期Tg如表7.2.3。表 地震動反應(yīng)譜特征周期Tg(s)反應(yīng)譜特征周期分區(qū)場 地 類 別一 區(qū)0.250.350.450.65二 區(qū)0.300.400.550.75三 區(qū)0.350.450.650.90 不同水準(zhǔn)地震作用下,水平地震基本加速度取值按表采用,對特別重要的橋梁,在多遇地震作用下,表中值應(yīng)乘重要性系數(shù)1.4。表 水平地震基本加速

36、度值設(shè)防烈度6度7度8度9度設(shè)計地震(Ag)0.05g0.1g0.15g0.2g0.3g0.4g多遇地震0.02g0.04g0.05g0.07g0.1g0.14g罕遇地震0.11g0.21g0.32g0.38g0.57g0.64g 簡支梁橋墩的水平地震作用,應(yīng)符合下列規(guī)定:1 橋墩各段的地震作用,應(yīng)位于其質(zhì)心。梁體的地震作用順橋向位于支座中心,橫橋向位于梁高的1/2處。2 橋墩的地震作用應(yīng)計入地基變形的影響。3 水平地震作用應(yīng)按下列公式計算(圖)(a)橫橋向 (b)順橋向 圖 橋墩水平地震作用計算圖式平動柔度系數(shù),當(dāng)基底或承臺底作用單位水平力時,基礎(chǔ)底面產(chǎn)生的水平位移(m/kN);巖石地基=0

37、;轉(zhuǎn)動柔度系數(shù),當(dāng)基底或承臺底作用單位彎矩時,基礎(chǔ)底面產(chǎn)生的轉(zhuǎn)角(rad/kN·m);巖石地基=0;mb橋墩頂處換算質(zhì)點的質(zhì)量(t)。順橋向:mb =md ;橫橋向:mb =m1+ md ;md橋墩頂梁體質(zhì)量,等跨橋墩順橋向、橫橋向和不等跨橋墩橫橋向均為相鄰兩孔梁及橋面質(zhì)量之和的一半,不等跨橋墩順橋向為較大一跨梁及橋面質(zhì)量之和;m1橋墩頂活荷載反力換算的質(zhì)量(t),按本規(guī)范第7.1.7條規(guī)定計算;lbmb質(zhì)心距橋墩頂?shù)母叨龋╩);mi橋墩第i 段的質(zhì)量(t)。 (-1) (-2)式中 j振型i點的水平地震力(kN);水平地震基本加速度,按表7.2.4采用。j振型動力系數(shù)。按自振周期T

38、j ,并按本規(guī)范第7.2.3條采用;j振型參與系數(shù)。并按下式計算: (-3)j振型基礎(chǔ)質(zhì)心處的振型坐標(biāo);基礎(chǔ)的質(zhì)量(t);j振型在第i段橋墩質(zhì)心處的振型坐標(biāo);非巖石地基的基礎(chǔ)或承臺質(zhì)心處j振型地震力矩(kN·m);j振型基礎(chǔ)質(zhì)心角變位的振型函數(shù)(/m);基礎(chǔ)對其質(zhì)心軸的轉(zhuǎn)動慣量(t·m2)。4 地震作用效應(yīng)彎矩、剪力、位移,一般可取前三階振型耦合,并應(yīng)按下式計算: (-4)式中 地震作用下,i點的作用效應(yīng)彎矩、剪力或位移; 在j振型地震作用下,i點的作用效應(yīng)彎矩、剪力或位移。5 橋墩地震作用的簡化計算方法可采用本規(guī)范附錄E。 計算非巖石地基基礎(chǔ)的柔度系數(shù)、時,可計入土的彈性

39、抗力,并按下列公式計算。1 明挖、沉井基礎(chǔ)底面的地基柔度系數(shù)1)置于非巖石地基上的深基礎(chǔ)(包括基礎(chǔ)置于巖石風(fēng)化層內(nèi)和置于風(fēng)化層面上)。 (-1) (-2) (-3)2)置于非巖石地基上的淺基礎(chǔ)或嵌入巖層內(nèi)較淺的基礎(chǔ) (-4) (-5)式中 b0基礎(chǔ)側(cè)面土抗力的計算寬度(m),應(yīng)按現(xiàn)行鐵路橋涵地基和基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范(TB10002.5-99)的規(guī)定計算。明挖基礎(chǔ)側(cè)面土抗力的計算寬度應(yīng)由基礎(chǔ)的平均尺寸確定;m非巖石地基系數(shù)的比例系數(shù)(kN/m4),可按表采用。表 非巖石地基系數(shù)的比例系數(shù)m值序 號土 的 名 稱m(kN/m4)1流塑黏性土IL1 300050002軟塑黏性土1IL0.5,粉砂50001

40、00003硬塑黏性土0.5IL0,細(xì)砂、中砂10000200004堅硬黏性土、粗砂20000300005礫砂、角礫土、圓礫土、碎石土、卵石土30000800006塊石土、漂石土80000120000注:IL為液性指數(shù)。h基礎(chǔ)底面位于地面以下或一般沖刷線以下的深度(m);C0基礎(chǔ)底面豎向地基系數(shù)(kN/m3),按現(xiàn)行鐵路橋涵地基和基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范的規(guī)定計算;a基礎(chǔ)底面順外力作用方向的基礎(chǔ)長度(m);W計算方向基礎(chǔ)底截面抵抗矩(m3);當(dāng)基礎(chǔ)底或承臺底作用單位彎矩時,基礎(chǔ)底面產(chǎn)生的水平位移(m/kN·m)。2 樁基礎(chǔ)承臺底面的地基柔度系數(shù),應(yīng)按現(xiàn)行鐵路橋涵地基和基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范(TB10002.

41、5-99)的方法計算。7.2.7 梁式橋跨結(jié)構(gòu)的實體橋墩,在常年水位以下部分,當(dāng)水深超過5m時,應(yīng)計入地震動水壓力對橋墩的作用。采用圓形或圓端形橋墩時,其動水壓力應(yīng)按下列公式計算(圖7.2.7)。圖7.2.7 圓形、圓端形橋墩地震動水壓力計算圖式hw常水位至基礎(chǔ)頂面的高度(m)。1 水中墩高度hi處單位墩高的動水壓力,應(yīng)按下式計算: (7.2.7-1)式中 FiwE水中墩高度hi處單位墩高的動水壓力(kN);水平地震基本加速度,按表7.2.4采用。mw橋墩單位高度水的附加質(zhì)量(t/m),并按下列公式計算。當(dāng)0hi0.8hw時, (7.2.7-2)當(dāng)0.8hwhihw時, (7.2.7-3)水的

42、重力密度(kN/m3);,橋墩hw/2處垂直于計算方向的截面寬度(m);橋墩計算方向的振型參與系數(shù),并按下式計算: (7.2.7-4) 墩身的重力密度(kN/m3); A1橋墩高度H的1/2處的截面面積(m2);橋墩計算方向的動力放大系數(shù),應(yīng)按本規(guī)范第7.2.3條確定。其基本周期應(yīng)按下式計算: (7.2.7-5) E墩身的彈性模量(kPa);橋墩高度H的1/2處截面計算方向的慣性矩(m4)。2 橋墩動水壓力基礎(chǔ)頂面的剪力、彎矩應(yīng)按下列公式計算: (7.2.7-6) (7.2.7-7)式中 V0基礎(chǔ)頂面的剪力(kN);基礎(chǔ)頂面的彎矩(kN·m)。水平地震基本加速度,按表7.2.4采用。

43、7.3 鋼筋混凝土橋墩延性設(shè)計7.3.1 罕遇地震下橋墩的地震作用,可不計活荷載影響。 橋墩在罕遇地震作用下的彈塑性變形分析,宜采用非線性時程反應(yīng)分析法,延性驗算應(yīng)滿足公式7.3.2的要求:u=u (7.3.2)式中 u非線性位移延性比; u允許位移延性比,u4.8;max橋墩的非線性響應(yīng)最大位移;y橋墩的屈服位移。對于簡支梁橋墩的延性設(shè)計,可按本規(guī)范附錄F的簡化方法進行計算。 當(dāng)非線性位移延性比u大于1時,鋼筋混凝土橋墩應(yīng)進行延性設(shè)計,并按下列要求采取構(gòu)造措施:1 墩身剛度變化均勻,避免出現(xiàn)突變;2 墩身主筋全截面配筋率不應(yīng)小于0.5%,并不大于4;3 橋墩塑性鉸區(qū)域應(yīng)加強箍筋配置,加強區(qū)高

44、度不應(yīng)小于彎曲方向截面高度的2倍,當(dāng)塑性鉸區(qū)域位于橋墩底部時,加強區(qū)高度為截面高度;墩高與驗算方向截面高度的比值小于2.5時,應(yīng)對所有截面進行加強,并按最不利變形階段進行抗剪強度驗算,必要時設(shè)置抗剪鋼筋; 4 箍筋直徑不應(yīng)小于10mm,配箍率不應(yīng)低于主筋配筋率的1/4;且不應(yīng)低于0.3;5 加強區(qū)箍筋間距不應(yīng)大于10cm,其他部位不應(yīng)大于15cm;設(shè)防烈度大于8度的地區(qū),加強區(qū)箍筋間距不應(yīng)大于5cm,其他部位不應(yīng)大于10cm;6 圓形截面,箍筋可沿截面周邊布置;矩形截面,除在周邊布置箍筋外,在加強區(qū)混凝土核心范圍應(yīng)按表要求布置箍筋或橫向鋼筋(拉筋);表 矩形截面箍筋或橫向鋼筋布置設(shè)防烈度箍筋或

45、橫向鋼筋(拉筋)間的主筋根數(shù)箍筋肢距或橫向鋼筋(拉筋)間距74不大于40cm83不大于25cm92每根縱向鋼筋均應(yīng)提供縱、橫向水平約束注:圓端形截面中間矩形部分按表中要求布置,其它截面形狀可參照矩形截面布置。7 圓形箍筋的接頭必須采用焊接,焊接長度不小于10倍箍筋直徑;矩形箍筋端部應(yīng)有135°彎鉤,彎鉤的直段長度不小于20cm;7.4 支座及橋臺7.4.1 驗算支座部件、梁與支座間連接、墩臺錨固螺栓、橡膠支座支擋設(shè)施時,水平地震力應(yīng)按下列公式計算: 1 順橋向固定端的水平地震力 (7.4.1-1) 式中 活動支座摩阻力之和(kN),并應(yīng)符合下列規(guī)定:;FhE固定端的水平地震力(kN)

46、;Ag設(shè)計地震動峰值加速度值(ms2);md簡支梁為一孔梁和橋面的質(zhì)量(t);活動支座的摩擦系數(shù);鋼輥軸、搖軸支座及盆式橡膠支座=0.05;板式弧形支座及板式橡膠支座=0.10.2;Ra活動支座反力(kN)。 2 橫橋向由活動支座與固定支座共同承受。一個橋墩墩頂處的水平地震力 (7.4.1-2)式中FhE一個橋墩墩頂處的水平地震力(kN);mb見本規(guī)范7.2.5條。7.4.2 橋臺的地震作用,一般橋梁不計橋臺及填土的剛度、質(zhì)量影響;特別重要及技術(shù)復(fù)雜的橋梁,可計入橋臺及填土的剛度、質(zhì)量影響。抗震計算按設(shè)計地震采用靜力法進行驗算,并應(yīng)符合下列規(guī)定:1 不計基礎(chǔ)襟邊上土柱及錐體填土的水平地震力。

47、2 作用于橋臺的地震主動土壓力應(yīng)按本規(guī)范第6.1.5條計算。作用點位置在計算截面以上計算高度的13處。計算橋臺前地震土壓力時,應(yīng)根據(jù)地震角按下式進行修正。 (7.4.2-1)式中 修正后的土的內(nèi)摩擦角(度);土的內(nèi)摩擦角(度);地震角,應(yīng)按表采用。3 計算破壞棱體上列車活荷載產(chǎn)生的土壓力時,不計入地震角。4 橋臺身的水平地震力,應(yīng)按本規(guī)范第6.1.6條規(guī)定計算,其中H為橋臺頂面至基礎(chǔ)頂面間的高度,水平地震作用沿橋臺高度的增大系數(shù)應(yīng)取1。計算橫向活荷載引起的地震力時,增大系數(shù)值與橋臺頂面相同。5 梁體質(zhì)量作用于橋臺的水平地震力按下式計算: (7.4.2-2) 式中 梁部作用于橋臺的水平地震力(k

48、N);水平地震作用修正系數(shù),巖石地基取值0.20,非巖石地基取值0.25;當(dāng)梁在橋臺端為固定支座時,md以一孔梁計;當(dāng)梁的兩端為相同支座時,md以半孔梁計。橫橋向md以半孔梁計。梁體質(zhì)量的水平地震力,順橋向作用點在支座中心處,橫橋向作用點在梁高的12處。6 計算橋臺穿過液化土層的地震土壓力時,內(nèi)摩擦角折減系數(shù)應(yīng)符合本規(guī)范附錄C的規(guī)定。凡力學(xué)指標(biāo)不同的土層,應(yīng)分層計算。7.5 抗震措施7.5.1 橋孔宜按等跨布置,橋墩應(yīng)避免承受斜向土壓力,橋臺宜用T形或U形橋臺。7.5.2 位于可液化土層或軟土地基上的特大橋、大中橋應(yīng)適當(dāng)增加橋長,并應(yīng)將橋臺放在穩(wěn)定的河岸上。在主河槽與河灘分界的地形突變處不宜設(shè)置橋墩,當(dāng)難以

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