西南交大第十五届结构设计竞赛桥梁承重组计算书讲解
西南交通大学第十五届结构设计竞赛桥梁承重B组设计理论方案作品名称H型斜拉桥参赛编号B27组长姓名班级土木7班学号2014110302 队员姓名班级制药1班学号2014114279 队员姓名班级土木5班学号2014110248 组长电话西南交通大学第十五届结构设计竞赛组委会二〇一五年摘要桥梁建筑的设计讲究造型美观、受力合理、节省材料、承载力大、制作精细。
作为一个土木学子，我们的目标是成为一名优秀的土木工程师，因此我们想通过参加这样的一次结构设计大赛，提前感受下“工程师”的滋味。
在此次结构设计大赛中，我们对模型选型设计等经过了长时间考虑，最终决定做成双塔双索面斜拉桥，整个过程全方位模拟了从设计到施工各个环节，让我们真实的了解到了真正的施工过程中遇到问题是难以预测的，在发现问题是，仔细想出一个完美的解决方案才是我们应该去做的。
在做桥过程中，出现过一个重大问题，当我们把桥做好后，在距离比赛仅有两天多的时间里不小心被别人踩了一脚，在这种情况下，我们没有选择放弃，而是加班加点赶制模型，因为我们知道第二遍做起来应该是得心应手的，并且可以改进很多在第一次没做太好的部分，这样想来，这并不失为一件好事。
在做桥过程中，我们切身体会到了作为一名工程人员的自豪，从一个什么也不会的大一学生瞬间成了一群能够自主设计制造一座桥梁的土木人，经过本次结构大赛，我想无论结果怎么样，我们不会太去在乎，我们在乎的是在这个过程中，我们终究是没有放弃，也让我们体会到了桥梁的美，提升了对未知知识学习的兴趣。
关键词模型，斜拉桥，荷重比，挠度，节点，承重目录一. 设计说明书…………………………………………………………………………...……- 1 -1 方案构思........................................................................................................................................................................... - 1 -1.1作品名............................................................................................................................................................................ - 1 -1.2造型................................................................................................................................................................................ - 1 -2 结构选型........................................................................................................................................................................... - 1 -2.1设计准则........................................................................................................................................................................ - 2 -2.2 整体选型....................................................................................................................................................................... - 2 -3材料试验............................................................................................................................................................................ - 2 -3.1模型称重........................................................................................................................................................................ -3 -3.2模型的模拟加载试验 .................................................................................................................................................... - 3 -4 结构设计........................................................................................................................................................................... - 3 -4.1结构整体布置图............................................................................................................................................................. - 3 -4.2构件尺寸详细设计 ........................................................................................................................................................ - 3 -4.3构造（节点）设计 ........................................................................................................................................................ - 6 -4.4 模型三维效果图............................................................................................................................................................ - 7 -5 特色处理........................................................................................................................................................................... - 8 -6 制作工艺........................................................................................................................................................................... - 8 -二、模型计算书.............................................................................................................................. - 9 -7计算模型............................................................................................................................................................................ - 9 -7.1模型简化........................................................................................................................................................................ - 9 -7.2荷载模拟...................................................................................................................................................................... - 10 -8 内力分析......................................................................................................................................................................... - 10 -9 材料参数……（以下略） ............................................................................................................................................. - 11 -10 承载力估算................................................................................................................................................................... - 11 -参考文献............................................................................................................................................................................. - 11 -一、设计说明书1 方案构思对于本次结构设计，我们首先对赛题进行了详细分析，考虑到组委会提供的材料特点以及赛题对桥型的限制，从安全、耐用、美观的角度出发，我们选择了现在作为我国大跨径桥最流行的桥型之一的斜拉桥。
西南交通大学第十二届结构设计竞赛（B组桥梁承重）细则
西南交通大学第十二届结构设计竞赛（B组桥梁承重）细则西南交通大学第十二届结构设计竞赛（B组桥梁承重）细则1.竞赛题目三跨连续桥梁结构模型设计与制作2.竞赛内容竞赛内容包括：理论方案设计、结构模型制作、作品介绍与答辩、模型加载试验。
3.竞赛要求3.1报名参赛3.1.1 参赛者为全日制在校本科生。
每个参赛队由不多于3名学生组成，提倡参赛学生跨专业组队。
各参赛队应独立设计、制作。
3.1.2 每个参赛队只能提交一份作品，并给作品命名。
3.1.3各参赛队必须在规定时间和地点参加竞赛活动，迟到或缺席者作为自动弃权处理。
竞赛期间不得任意换人，若有参赛队员因特殊原因退出，则该队员自动退赛。
3.2理论方案3.2.1 理论方案的内容应包括：设计说明书、方案图和计算书。
设计说明书应包括对方案的构思、造型和结构体系及其他特色方面的说明；方案图应包括结构整体布置图、主要构件详图和方案效果图；计算书应包括结构选型、计算简图、荷载分析、内力分析等。
3.2.2理论方案封面必须注明作品名称、参赛队员专业、参赛队员姓名；正文按设计说明书、方案图和计算书的顺序编排。
3.3设计制作3.3.1 制作材料组委会将统一提供阳光板、铅发丝线和502胶水三种材料，各参赛队设计、制作模型仅限于使用以上材料，且允许对所给材料进行适当加工、组合。
3.3.2 模型重量结构模型的总重量不超过2000克，超过者不能参加比赛。
3.3.3 模型尺寸桥梁的类型不限，但必须保持主梁和桥面为连续梁，模型的纵桥向长度要求在区间（1770，1790）mm范围内，纵桥向宽度要求在（200，250）mm范围内，模型具体长度尺寸拟定请参考实验平台示意图。
桥面纵坡控制在1.5%~3.0%，并保持桥面连续。
不符合要求的模型直接取消比赛资格。
3.3.4 模型桥面（1）桥梁的桥面铺设材料为阳光板。
（2）模型需设置相应平整的桥面构造，直接能够用于移动小车加载。
（3）模型桥面以上须保证不小于宽200×高150mm的桥面通行净空，以用于移动小车加载。
桥梁计算书(含水文、荷载、桩长、挡墙的计算)解析
年河桥梁计算书（含水文、荷载、桩长、挡墙的计算）**本计算书中包括桥涵水文的计算、恒荷载计算、活荷载计算桩长、以及挡墙的计算。
荷载标准：公路Ⅱ级乘0.8的系数桥面宽度：净4.5+2×0.5m跨度：13孔×13m1、工程存在问题年河桥位于长江下游1000m处，建于1982年，为钢筋砼双排架式桥墩，预制拼装型板梁桥面，17孔，每跨8.85m。
总长150.45m，宽5.3m。
该桥运行20多年，根据***省水利建设工程质量监测站检验测试报告检测结果如下：（1）桥墩A．桥墩基础桥墩基础为抛石砼，设计强度等级为150＃，钻芯法检测砼现有强度代表值为16.4MPa。
B．排架立柱及联系梁立柱设计强度等级为200＃，超声回弹综合法检测砼现有强度代表值为14.0～18.3MPa。
联系梁设计强度等级为200＃，超声回弹综合法检测砼现有强度代表值为14.7MPa。
立柱外观质量总体较差，局部区域麻面较重。
立柱砼碳化深度最大值为31mm，最小值为5mm，平均值为14mm。
立柱钢筋保护层实测厚度为20mm，钢筋目前未锈，但碳化深度平均值已接近钢筋保护层厚度。
通过普查，全桥64根立柱中有12根35处箍筋锈胀外露，有6处联系梁主筋外露。
C．盖梁盖梁设计强度等级为200＃，超声回弹综合法检测砼现有强度代表值为17.4～21.5MPa。
盖梁外观质量一般，梁体砼总体感觉较疏松。
盖梁砼碳化深度最大值为24mm，最小值为9mm，平均值为18mm。
，盖梁主筋侧保护层实测厚度为9～13mm，底保护层实测厚度29～42mm，砼碳化深度已超过钢筋侧保护层厚度，盖梁主筋已开始锈蚀。
通过普查，全桥32根盖梁中共有14根15处主筋锈蚀膨胀，表层砼脱落，主筋外露，长度15～70cm；有28处箍筋锈胀外露。
（2）T型梁T型梁设计强度等级为200＃，每跨中间两根T型外观较好，两边T型梁外观较差。
T型梁砼碳化深度最大值为20mm，最小值为7mm，平均值为14mm。
1全国大学生结构设计竞赛-赛题讲解
1(图中各加载点砝码数量和支座标高以比赛现场确定的参数为准，此图仅为示意) 15
1
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一二级加载为静荷载
1
三级加载为动荷载
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模拟球在不同位置的荷载
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a.下图所示规避区内不得出现结构物
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支座竹板无需模拟，结构与竹板连接处可设置为铰接
左右各50mm处的桥下净高不做要求，桥 上标高无限制。
1
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演示NIDA如何添加荷载工况
如何添加荷载
1
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演示NIDA如何进行分析和杆件设计
只需要做两种分析
• 线性分析 – 强度和刚度 （应力比<1) • 特征值屈曲分析 – 稳定性 (刚性体系失稳系数>1， 柔性体系另外判断)
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可知：最大应力比均未超过1，故一级加载通 过。
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演示NIDA如何设置与检查
竹索两端要铰接，只允许受拉
1荷载工况部分：由于参数未定，荷载工况数量较多。此处一二三级荷
载各举一例进行陈述。
加载点 A1 A2 B1 B2 C1 C2 D1 D2
一级加载
加载重量（N） 135 65 125 75 115 85 105 95
加载点 A1 A2 B1 B2 C1 C2 D1 D2
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二级加载：
第二级加载，共分为两个步骤：
(1) 步骤一：保持C加载截面的C1、C2加载点静载不变，从其左侧加载点（A1、 A2、B1、B2）或右侧加载点（D1、D2）中任选一个加载点，将该加载点
组合梁桥课程设计计算书
yx 3300 1871.3 1428.7mm ；
截面惯性矩：
I s 600 60 (1871.3 30) 2 3170 30 (1871.3 1645) 2 900 70 (1871.3 3265) 2 1 600 603 +900 703 +30 31703 3.2897 1011 mm4 12
钢-混凝土连续梁桥设计计算书
1 工程结构概况
本设计桥梁为某高速公路跨线桥，设计车道数为双向四车道，设计车速为 120km/h，设计荷载 采用 1.3 倍公路-Ⅰ级荷载。桥梁为跨径布置 50m+80m+50m 的连续梁桥，桥宽为 25.5m。通过综合 分析比较各类桥型，本桥梁采用钢-混凝土组合梁桥结构形式对跨线桥进行初步设计，并进行结构设 计验算。本文先后分别进行截面设计，抗弯强度计算，以及抗剪强度设计。本文设计过程先采用手 工计算，再运用有限元软件进行复核。
许应力，设计值 1.83MP a。 a ，标准值 2.65MP 施工方案：由于本梁桥跨度不大，本文拟定初步采用如下施工步骤：(1)设置跨中临时支撑；(2) 拼接钢梁；(3)浇筑混凝土；(4)拆除模板及跨中支撑。
1
5000
18000 8000
5000
图 2.1 组合板梁桥立面图（单位：cm）
2550 2490 80mm防水混凝土 20mm沥青混凝土铺装 横坡2% 250mm钢筋混凝土桥面板 横坡2%
图 2.3 桥梁结构整体布置图（单位：cm）
设计原理及设计规范：钢—混凝土组合梁的计算方法，可分为按弹性理论计算方法以及考虑截 面塑性变形发展的塑性计算方法。在桥梁工程中，可采用容许应力法（弹性理论）进行设计。 《公路 桥规》对钢—混凝土组合梁，采用的弹性理论设计方法，即容许应力法。其强度表达式为：σ<[σ] 式中：σ—梁截面或连接中的计算应力，如法向应力、剪应力等； [σ]—材料的容许应力值。 设计依据的规范有： 《公路桥梁设计通用规范》 （JTJ021—89） 《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》 （JTJ025—86） 《公路桥梁钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》 （JTJ022—85）等。
桥梁抗震计算书讲解-共14页
工程编号：SZ2012-38 海口市海口湾灯塔酒店景观桥工程桥梁抗震计算书设计人：校核人：审核人：海口市市政工程设计研究院HAIKOU MUNICIPAL ENGINEERING DESIGN & RESEARCH INSTITUTE2012年09月目录1工程概况............................................................................................................ - 1 -2地质状况............................................................................................................ - 1 -3技术标准............................................................................................................ - 2 -4计算资料............................................................................................................ - 2 -5作用效应组合.................................................................................................... - 3 -6设防水准及性能目标........................................................................................ - 3 -7地震输入............................................................................................................ - 4 -8动力特性分析.................................................................................................... - 5 -8.1 动力分析模型 (5)8.2 动力特性 (6)9地震反应分析及结果........................................................................................ - 6 -9.1 反应谱分析 (6)9.1.1E1水准结构地震反应 ........................................................................................ - 6 -9.1.2E2水准结构地震反应 ........................................................................................ - 7 -10地震响应验算................................................................................................ - 8 -10.1 墩身延性验算 (10)10.2 桩基延性验算 (10)10.3 支座位移验算 (11)11结论.............................................................................................................. - 11 -12抗震构造措施.............................................................................................. - 11 -12.1 墩柱构造措施 (12)12.2 结点构造措施 (12)1 工程概况海口湾景观桥全桥24m桥宽。
西南交大高等混凝土05 斜截面承载能力计算
VS 0 Ib
V——剪力 S0——计算位置到外边缘区域对中性轴的静矩 I——惯性矩 B——计算位置的截面宽度
2、容许应力法设计——未开裂梁的应力 计算
在弯剪共同作用下，主拉应力和主压应力的计算
主拉应力
t
2 2 2
2
主压应力
c
2 2 2
一般梁由于跨高比较大在许多情况下梁的承载力是由正截面强度控制而深梁由于跨高比很小所以在许多情深梁的弹性分析6深梁的设计与计算深梁平截面假定不再成立6深梁的设计与计算6深梁的设计与计算principalcompressivestressesactroughlyparallellinesjoiningprincipaltensilestressesactparallelflexuralstressconstantovermuchspan6深梁的设计与计算裂缝平行于主压应力线6深梁的设计与计算深梁承载能力计算模型根据深梁在破坏阶段的受力特点可以采用拉压杆模型strutandtiemodel分析其承载能力6深梁的设计与计算深梁承载能力计算模型strutandtiemodel6深梁的设计与计算深梁承载能力计算模型strutandtiemodel6深梁的设计与计算深梁承载能力计算模型根据拉压杆理论深梁破坏模式有1拉杆屈服thetiecouldyield2压杆压坏thestrutscouldcrush3节点破坏anodecouldfailsincetensionfailuremoreductilethaneitherstrutfailurenodefailuresteelshouldgoverndesign6深梁的设计与计算深梁抗弯承载能力计算深梁在的受弯承载力计算公式对于浅梁内力臂系数只与配筋特征值有关而与跨高比无关对于梁内力臂将随跨高比的减小而降低6深梁的设计与计算深梁抗弯承载能力计算简支深梁的内力臂z在062h左右变化6深梁的设计与计算深梁抗弯承载能力计算深梁的内力臂系数简支梁和连续梁跨中截面连续梁中间支座截面6深梁的设计与计算深梁抗剪承载能力计算
大跨度桥梁结构计算书
大跨度桥梁结构计算书大跨度桥梁结构计算书1 结构概况该桥为双薄壁墩刚构桥，主梁采用变高度箱梁，该桥跨径为85+130+85m。
桥梁的结构形式如下：图1.1 桥梁结构形式2技术标准和设计参数2.1计算依据1、交通部《公路桥涵设计通用规范》（JTJ 021-89）；2、交通部《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTJ 023-85）；3、交通部《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）；4、交通部《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）；2.2设计技术条件公路等级：公路Ⅰ级。
2.3 主要设计参数桥梁结构所承受的荷载(或作用)包括结构自重、预应力、混凝土收缩徐变、支座强迫位移（按沉降量按1.0cm考虑）、活载、结构整体升降温和温度梯度等。
上部结构设计计算取用的有关参数如下：1、结构重力:混凝土容重取26KN/m³2、二期恒载:包括桥面铺装、栏杆等二期恒载的总荷载为：60.8 KN/m3、收缩徐变影响力:按04设计规范取用，天数3650天4、基础变位影响力:不均匀沉降按1.0cm计5、相对湿度 70%6、纵向预应力锚下控制应力 1395MPa7、孔道偏差系数 0.00158、一端锚具回缩 0.006m9、钢束松弛率 0.310、预应力孔道摩擦系数 0.1711、施加预应力混凝土强度≥90%12、温度荷载整体温差+20℃、-20℃温度梯度：按04规范取值，即14.0℃—5℃—0℃，反温差为上述值的-0.5倍。
3 有限元模型3.1单元和截面的建立该桥有限元模型共106个单元，101个节点。
具体模型如下图。
图3.1.1 消隐模式的全桥模型图3.1.2 全桥模型3.2边界条件该桥支座采用固结形式。
图3.2.1 该桥支座3.3主要荷载荷载主要有二期荷载，预应力，自重，温度梯度，系统升降温。
自重:26 KN/m³，采用程序系统提供的-1.04自重系数加载。
全国大学生结构设计大赛计算书
第七届全国大学生结构设计大赛西安科技大学建筑与土木工程学院指导老师:柴生波郑选荣队长:贺鹏队员:吕伍杨陈梓新结构设计大赛计算书一、设计说明 (2)二、结构选型 (2)三、模型假设 (2)四、结构建模与主要计算参数 (3)五、受荷分析 (5)5.1受力分析 (5)5.1.1 方案一 (5)5.1.2方案二 (9)5.2稳定分析 (13)六、节点构造 (20)七、模型加工图及材料表 (21)一、设计说明根据大赛规则要求, 我们从结构形式所体现出的简洁明快的风格的基础上根据纸的一些力学性质，充分考虑结构的整体受力情况；最终我们从受力最好的最简单的三角形入手。
结构的整体外型是双层“w”形，在粘接踏板后，结构主体框架多为三角形，提高了结构的稳定性。
同时为提高结构的的承载力，恰当地在主要竖向承载部位采用实心杆件，并用截面尺寸较小的细杆将其中部相连，提高其抗弯性能，尽量避免结构因失稳而发生破坏。
二、结构选型由于三角形具有较强的稳定性，而且在平面上容易找平，我们选择三角形为主体结构框架。
桁架受力均匀简单，仅受轴力受力明确，相互协调性好，便于材料性能的发挥，理论上应优先采用空间桁架结构，但由于在结构中实现杆件绞接十分困难，且难以保证节点处的强度。
所以最终结构中的节点均采用刚节点。
刚节点的弊端是传递弯矩，削弱了结构的稳定性，但这一缺点可以通过添加垂直于杆件轴向的支撑，来提高其稳定性和承载力。
同时，刚节点抗变形能力强，承载能力大，对于抵抗动荷载的破坏十分有帮助。
三、模型假设1.假设杆件材料连续均匀2.假设踏板具有一定刚度，上部荷载通过踏板均匀传递到粘接在踏板下部的三根横梁上。
四、结构建模与主要计算参数在经过初步构思和设计后,首先建立了一个基本模型(模型一),模型结构简单轻巧,但考虑到在绕杆过程中,结构须承受侧向切应力,又在结构一的基础上进行了改进、加固，即在结构前后两个矩形的一条对角线上各添加一根斜向杆件，同时，为防止原有斜杆因变形过大而破坏，在斜向杆构成的三角形中位线位置添加一根水平杆件，得到了模型二。
结构设计大赛桥梁模型
结构设计大赛桥梁模型【原创实用版】目录1.桥梁结构设计大赛的概述2.桥梁模型的种类3.桥梁结构设计所需的理论知识和计算软件4.桥梁模型设计的注意事项5.参赛者的心得和建议正文一、桥梁结构设计大赛的概述桥梁结构设计大赛是一项针对桥梁工程领域的专业性比赛，旨在激发学生对桥梁工程技术的兴趣和热情，提高学生的创新能力和实际操作能力。
参赛者需要设计出一款具有一定创新性和实用性的桥梁模型，并进行结构分析、计算和优化。
二、桥梁模型的种类桥梁模型根据不同的设计要求和实际应用场景，可以分为以下几种类型：1.悬索桥模型：悬索桥是以悬索为主要承重结构的桥梁，其结构特点是跨度大、自重轻、造型美观。
2.梁式桥模型：梁式桥是以梁为主要承重结构的桥梁，其结构特点是简单、施工方便、适应性强。
3.拱式桥模型：拱式桥是以拱圈为主要承重结构的桥梁，其结构特点是跨度大、弧形美观、抗风能力强。
4.斜拉桥模型：斜拉桥是以斜拉索为主要承重结构的桥梁，其结构特点是跨度大、造型独特、施工难度大。
三、桥梁结构设计所需的理论知识和计算软件1.理论知识：桥梁结构设计需要运用理论力学、结构力学和材料力学等专业知识。
这些知识可以帮助参赛者分析桥梁模型的受力情况、计算桥梁的荷载能力和优化桥梁结构。
2.计算软件：在桥梁结构设计过程中，常用的计算软件有 ANSYS、ABAQUS 等。
这些软件可以模拟桥梁模型的受力分析、计算桥梁的挠度、应力、应变等参数，为桥梁结构设计提供科学依据。
四、桥梁模型设计的注意事项1.确保桥梁模型的稳定性：桥梁模型在设计过程中，应确保其具有足够的稳定性，避免在实际应用中出现倾覆等安全问题。
2.考虑桥梁模型的经济性：在满足安全性能的前提下，应尽量降低桥梁模型的造价，提高其经济性。
3.注重桥梁模型的美观性：桥梁模型在设计过程中，应充分考虑其美观性，使其在实际应用中具有较高的观赏价值。
五、参赛者的心得和建议1.参赛者在参加桥梁结构设计大赛时，应充分了解比赛规则和要求，确保自己的设计方案符合比赛要求。
西南交通大学桥梁基础工程课程设计
桥梁基础工程课程设计姓名：xxx学号：xxx班级：xxx指导老师：xxx设计时间：xxx目录第七节 群桩的沉降检验 (43)第一章 概述第一节 工程概况和设计任务桩基础附图 391、工程名称某I级铁路干线上的特大桥（单线）。
2、桥跨及附属结构桥跨由38孔32m后张法预应力混凝土梁【图号：专桥（01）2051】组成，该梁全长，梁高，跨中腹板厚度，下翼缘梁端宽，上翼缘宽，为分片式T梁，两片梁腹板中心距为，桥梁跨中纵断面示意如图1－1所示。
每孔梁的理论重量为2276 kN，梁上设双侧人行道，其重量与线路上部建筑重量为m。
梁缝10cm，桥墩支承垫石顶面高程，轨底高程，全桥总布置见图1－2。
图1－1 桥梁跨中纵断面示意图图1－2全桥总布置图3、支座及墩台桥墩采用圆端形桥墩【图号：叁桥（2005）4203】和空心桥墩【图号：叁桥（2005）4205】2种，其中1#~6#、33#~37#采用圆端形桥墩，7#~32#采用空心桥墩。
圆端形桥墩支承垫石采用C40钢筋混凝土，顶帽采用C30钢筋混凝土，墩身采用C30混凝土，圆端形桥墩构造图见图1－3。
空心桥墩支承垫石采用C40钢筋混凝土，顶帽采用C30钢筋混凝土，墩身采用C30混凝土，空心桥墩构造图见图1－4。
桥梁支座采用SQMZ型铸钢支座【图号：通桥（2006）8057】，支座铰中心至支承垫石顶面的距离为40cm。
4、本人承担的基础设计任务本人承担第五号桥墩的设计与检算。
主要设计为浅基础和桩基础，并进行方案的比选，从中选出一个经济可行的最佳方案。
桥墩为实心圆端形桥墩，地面标高为，线路桥面的标高为。
图1－3圆端形桥墩构造图图1－4空心桥墩构造图第二节工程地质和水文地质资料1、工程地质本段线路通过构造剥蚀低中山区、河谷阶地、河流峡谷区等地貌单元，大部分穿行山前缓坡，地形起伏大，海拔在1000~1500m，地形起伏大，相对高差100~200m，山顶覆盖新黄土或风积砂，沟谷发育。