DB42/T 2249-2024 桥梁水平转体技术规程

DB42/T 2249-2024 Bridge Horizontal Turning Technology Specification

湖北省地方标准 简体中文 现行 页数:50页 | 格式:PDF

基本信息

标准号
DB42/T 2249-2024
标准类型
湖北省地方标准
标准状态
现行
中国标准分类号(CCS)
国际标准分类号(ICS)
发布日期
2024-07-29
实施日期
2024-09-29
发布单位/组织
湖北省市场监督管理局
归口单位
-
适用范围
-

发布历史

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研制信息

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出版信息:
页数:50页 | 字数:- | 开本: -

内容描述

ICS93.040

CCSP28

DB42

湖北省地方标准

DB42/T2249—2024

桥梁水平转体技术规程

Codeofpracticeforhorizontalswivelbridges

2024-07-29发布2024-09-29实施

湖北省市场监督管理局发布

DB42/T2249—2024

目次

前言................................................................................III

引言..................................................................................V

1范围................................................................................1

2规范性引用文件......................................................................1

3术语和定义..........................................................................1

4转体系统设计........................................................................3

一般规定........................................................................3

转铰系统设计....................................................................6

转体平衡系统设计................................................................7

转体驱动系统设计................................................................9

上、下转盘设计.................................................................10

5转体桥梁设计.......................................................................11

一般规定.......................................................................11

转体方案设计...................................................................11

转体桥梁结构设计与计算.........................................................13

6转体施工与控制.....................................................................15

一般规定.......................................................................15

转体系统安装与施工.............................................................15

转体准备工作...................................................................16

试转与正式转体.................................................................17

姿态调整.......................................................................18

转体系统封固和体系转换.........................................................18

7转体施工监控.......................................................................18

一般规定.......................................................................18

监控内容.......................................................................18

监控系统.......................................................................19

8安全与环境保护.....................................................................19

一般规定.......................................................................19

安全要求与管理.................................................................19

环境保护要求...................................................................20

9标准实施及评价.....................................................................20

附录A(规范性)跨越铁路的水平转体桥梁限界及孔跨布置要求............................21

附录B(规范性)平衡称重试验........................................................24

附录C(资料性)湖北省地方标准实施信息及意见反馈表..................................27

参考文献.............................................................................28

条文说明.............................................................................29

I

DB42/T2249—2024

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定

起草。

本文件由湖北省交通运输厅提出并归口。

本文件起草单位:中铁武汉勘察设计院有限公司、武汉武铁工程项目管理有限公司、中铁大桥勘测

设计院集团有限公司、华中科技大学、中铁十一局集团有限公司、中铁七局集团武汉工程有限公司、湖

北建科国际工程有限公司、中船双瑞(洛阳)特种装备股份有限公司、中铁大桥局集团物资有限公司、

湖北中测鸿程工程咨询有限公司、中铁重工有限公司。

本文件主要起草人:肖宇松、马行川、李前名、李卫东、宁伯伟、熊世树、李明、罗华松、邬毛志、

王良、刘登、谢方俊、范昕、邹向农、陈卫华、龙俊贤、陈银伟、张巨生、崔军、张保国、唐达昆、梅

慧浩、王雪强、华志鸿、吕强、杨泽伟、殷伟哲、梁旭、王福华、张欢、李相周、李潭、田小凤、张广

潮。

本文件实施应用中的疑问,可咨询湖北省交通运输厅,联系电话:027-83460670,邮箱:

2651259230@;对本文件的有关修改意见、建议请反馈至中铁武汉勘察设计院有限公司,联系电

话:027-65270787,邮箱:25886293@。

III

DB42/T2249—2024

引言

湖北省行政区域内大量跨越既有线路(铁路、高速公路等)的桥梁工程(包括公路桥梁、铁路桥梁、

市政桥梁等)采用了水平转体技术,为了规范水平转体桥梁的设计、施工流程,实现桥梁水平转体技术

高效智能化整体提升,由中铁武汉勘察设计院有限公司会同有关单位,对近年来湖北省内转体桥设计和

施工实践经验及相关科研成果进行了广泛的调查研究和全面的总结,参照国内外相关准则和规范,并在

反复征求意见的基础上,制定本文件。

本文件的发布机构提请注意,声明符合本文件时,可能涉及到4.1.2与极不对称转体桥梁设计与施

工技术相关专利的使用。

本文件的发布机构对于该专利的真实性、有效性和范围无任何立场。

该专利持有人已向本文件的发布机构承诺,他愿意同任何申请人在合理且无歧视的条款和条件下,

就专利授权许可进行谈判。该专利持有人的声明已在本文件的发布机构备案。相关信息可以通过以下联

系方式获得:

专利持有人姓名:中铁武汉勘察设计院有限公司

地址:武汉东湖新技术开发区关山大道特一号光谷软件园四期E5栋

请注意除上述专利外,本文件的某些内容仍可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责

任。

V

DB42/T2249—2024

桥梁水平转体技术规程

1范围

本文件规定了桥梁水平转体系统的主要设计计算参数、水平转体桥梁的总体布置及构造、转体施工

控制参数及施工监控的技术要求、安全与环境保护要求。

本文件适用于湖北省行政区域内公路、市政、铁路等工程中采用水平转体法施工的连续梁、T型刚

构、连续刚构、斜拉桥、拱桥等的设计、施工和验收,其他结构类型的水平转体桥梁可参照执行。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,

仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本

文件。

GB146.2标准轨距铁路限界第2部分:建筑限界

GB12523建筑施工场界环境噪声排放标准

GB50017钢结构设计标准

GB50936钢管混凝土结构技术规范

GB50982建筑与桥梁结构监测技术规范

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

水平转体施工法horizontalswivelconstructionmethod

桥梁结构仅在水平面内进行旋转的转体施工法。

水平转体桥梁horizontalswivelbridge

采用水平转体施工法建造的桥梁结构。

转体系统swivelsystem

为实现转体施工而设置的包含转体支撑、转体平衡和转体驱动等系统的总称。

转体支撑系统swivelbearingsystem

转体施工时承受转动体重量并能实现转动的装置。

中心支撑centrebearing

由中心转铰装置承受转动体全部重量的支撑形式。

环道支撑loopbearing

由环向分布的支撑装置承受转动体全部重量的支撑形式。

1

DB42/T2249—2024

中心与环道共同支撑centreandloopcombinedbearing

由中心转铰装置和环向分布支撑装置共同承受转动体全部重量的支撑形式。

转体平衡系统swivelbalancesystem

为防止转体结构倾覆而设置的临时支撑或配重等设备和措施。

转体驱动系统swiveldrivingsystem

为转体施工提供驱动力的机械、设备及装置总称。

转铰sphericalhingebearing

主要承受转动体竖向荷载,并能在一定范围内旋转的铰结构。

定位转轴positioningshaft

设置于转动中心位置,对上下转铰或转盘起到部分限位作用的装置。

撑脚bearingleg

为防止转体结构发生倾覆而设置的,通常情况下与滑道保持一定竖向间距的临时安全装置。

支腿ancillaryshoring

为保证转体结构稳定性而设置的,转体时承受一定竖向荷载的装置。

滑道slideway

采用滑动或滚动接触方式与撑脚或支腿接触,为其提供支承并发挥导向作用的结构或装置。

上转盘upperturnplate

与转动体连接,并将转体荷载传递至转铰的结构或装置。

转台turntable

设置于转铰与上转盘之间的,适用于连续千斤顶牵引方式的圆柱体传力结构或装置。

下转盘lowerturnplate

与转铰连接,并向下传递荷载的结构或装置。

称重weighingtest

转体前测试转体结构的不平衡力矩,推算偏心距及摩阻系数,为正式转体提供数据支持的工序。

试转体testswiveling

正式转体前,进行小角度转动,以检查转体结构和设备是否处于正常状态,并取得试验数据为正式

转体做准备的工序。

正式转体formalswiveling

试转体完成后,利用转体法将桥梁结构转动到预定位置的工序。

2

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姿态调整attitudeadjustment

正式转体完成后,对转体桥轴线及高程进行微调以达到最优状态的工序。

转盘封固turnplatesealing

姿态调整完成后,将上、下转盘预留钢筋进行连接,并用混凝土将上、下转盘之间的空隙浇筑密实,

使上、下转盘连成整体的工序。

后浇段post-pouring

姿态调整完成后,边跨混凝土梁不设合龙段,从转体梁端直接浇筑到过渡桥墩或桥台的梁段部分。

4转体系统设计

一般规定

4.1.1应根据桥梁结构特点和工程建设条件,综合考虑施工的难易程度、安全性和经济效益,选择合

适的转体系统,并对转体系统进行专项设计。

4.1.2根据支撑类型的不同,桥梁水平转体系统可分为中心支撑、环道支撑、中心与环道共同支撑三

种基本类型。

a)中心支撑转体系统由上转盘、转台、下转盘、转铰、定位转轴、撑脚、滑道等部件组成,如图

1所示,通常情况下,撑脚与滑道间保持一定的竖向间距;

标引序号说明:

1——上转盘;

2——下转盘;

3——转台;

4——撑脚;

5——滑道;

6——定位转轴;

3

DB42/T2249—2024

7——转铰;

8——凸台或转铰垫石。

注:hc为撑脚底面与下转盘顶面的垂直距离。

图1中心支撑转体系统示意图

b)环道支撑转体系统由上转盘、转台、下转盘、支腿、定位转轴、滑道等部件组成,如图2所示,

支腿与滑道之间应接触形成稳定支撑;

标引序号说明:

1——上转盘;

2——下转盘;

3——转台;

4——支腿;

5——滑道;

6——定位转轴。

注:支腿自带转体驱动装置时,可不设转台。

图2环道支撑转体系统示意图

c)中心与环道共同支撑转体系统由上转盘、转台、下转盘、支腿、转铰、定位转轴、滑道等部件

组成,分为周边环道和单侧环道两种类型,如图3、图4所示,支腿与滑道之间应接触形成稳

定支撑。

4

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标引序号说明:

1——上转盘;

2——下转盘;

3——转台;

4——支腿;

5——滑道;

6——中心定位转轴;

7——转铰。

注:本图B大样与图2相同,支腿自带转体驱动装置时,可不设转台。

图3中心与周边环道共同支撑转体系统示意图

标引序号说明:

1——转铰系统;

2——转体结构;

3——支腿;

4——环向滑道;

5

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5——配重。

注:配重在必要时设置。

图4中心与单侧环道共同支撑转体系统示意图

4.1.3转体系统设计时,应对转体支撑系统、转体平衡系统、转体驱动系统的强度、刚度及稳定性进

行检算。

转铰系统设计

4.2.1水平转体桥梁应结合转体重量、转体系统布置形式和运输条件等,选择相适应的转铰结构。

4.2.2常用转铰结构包括:钢球铰、钢平铰、支座式球铰和超高性能混凝土球铰,宜优先采用钢球铰

或支座式球铰。

4.2.3转铰结构与上、下转盘之间应形成可靠连接,以保证转体施工过程中剪力、扭矩等内力的有效

传递。

4.2.4转铰下方宜设置凸台或转铰垫石,并满足以下要求:

a)凸台或转铰垫石的高度不宜小于50cm;

b)凸台或转铰垫石应按局部承压构件进行设计。

4.2.5转铰的尺寸应满足下列要求:

a)转铰接触面的平均压应力𝜎0按公式(1)计算:

𝐺𝑐

𝜎0=2≤[𝜎0]·······································································(1)

𝜋𝑅1

式中:

𝐺𝑐——转铰承担的转体重量(kN);

𝑅1——转铰接触面平面投影半径(m);

[𝜎0]——转铰竖向平均压应力限值(MPa),钢制转铰的取值可按表1确定。

表1钢制转铰竖向平均压应力限值[𝜎0]

下转盘混凝土强度等级C40C45C50C55C60

[𝜎0](MPa)12.313.615.216.818.2

b)钢球铰的球面半径和接触面平面投影半径宜满足公式(2)的要求:

3.24𝑅1≤𝑅0≤5.76𝑅1································································(2)

式中:

R0——钢球铰的球面半径(m);

R1——钢球铰接触面平面投影半径(m)。

4.2.6转体结构应在转动中心设置定位转轴,转轴应按公式(3)进行抗剪承载力验算:

𝑄

𝑘∙𝜏=𝑘≤[𝜏]····································································(3)

𝐴

式中:

τ——中心定位转轴的计算剪应力(MPa);

k——安全储备系数,取1.5;

Q——中心定位转轴的剪力设计值(N);

A——中心定位转轴的有效横截面积(mm2);

[τ]——中心定位转轴的容许剪应力(MPa)。

4.2.7定位转轴的剪力设计值Q可按公式(4)、公式(5)计算确定:

6

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a)中心支撑转体系统

𝑄=(𝑀𝐺−𝑀𝑍)/𝑅0····································································(4)

式中:

𝑀𝐺——转体结构不平衡力矩(kN·m);

𝑀𝑧——转铰摩阻力矩(kN·m);

𝑅0——转铰球面半径(m)。

b)环道支撑及中心与环道共同支撑转体系统

𝑄=∑𝑉⃗−∑𝜇𝑡𝐹⃗⃗⃗𝑡····································································(5)

式中:

𝜇𝑡——支腿与滑道间的摩阻系数,按表2取值;

𝑉⃗——转体驱动力(kN);

𝐹⃗⃗⃗𝑡——各支腿的反力(kN),其产生的摩阻力为向量。

表2摩阻系数建议值

滑动摩擦滚动摩擦

启动时静摩阻系数0.08~0.100.02~0.04

转体时动摩擦系数0.05~0.080.01~0.02

转体平衡系统设计

4.3.1转体平衡系统包含撑脚、支腿和滑道,其结构设计应满足GB50017、GB50936的要求。

4.3.2撑脚可采用钢管结构或钢管混凝土结构。采用钢管混凝土结构时,撑脚内混凝土宜采用微膨胀

或补偿收缩混凝土,强度等级不宜低于C40。

4.3.3撑脚可采用埋入式或可拆卸式,其构造形式如图5所示。

1)埋入式撑脚2)可拆卸式撑脚

标引序号说明:

1——船型板;

2——支撑钢管;

3——承压钢板;

4——预埋钢管;

5——预埋钢板;

6——预埋螺栓。

图5撑脚结构示意图

7

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4.3.4撑脚可采用单圆柱或双圆柱形式,钢管直径dc不宜小于0.5m,圆钢管的外径dc与壁厚tc之比

应符合公式(6)、公式(7)的要求:

a)圆钢管结构

𝑑235

𝑐≤100×·····································································(6)

𝑡𝑐𝑓𝑦

式中:

fy——钢管的屈服强度(MPa)。

b)圆钢管混凝土结构

𝑑235

𝑐≤135×········································································(7)

𝑡𝑐𝑓𝑦

式中:

fy——钢管的屈服强度(MPa)。

4.3.5撑脚的布置应符合以下规定:

a)撑脚应以转铰为中心沿圆周对称均匀布置,全部撑脚底面应处在同一水平面内;

b)撑脚数量应根据转盘直径和施工操作空间确定,撑脚间的切向距离可控制在5m~8m之间,且

不应少于4个;

c)撑脚直径dc小于或等于1m时,撑脚外侧至上转盘边缘的最小距离不宜小于0.4dc且不宜小于

250mm;撑脚直径dc大于1m时,撑脚外侧至上转盘边缘的最小距离不宜小于0.3dc且不宜小

于400mm;

d)采用中心支撑转体系统时,撑脚与滑道的安装间隙宜控制在20mm~30mm之间。

4.3.6环道支撑可采用主动承力支撑或被动承力支撑两种方式:

a)采用主动承力支撑时,应设置千斤顶等施力装置,调节各支腿所承担的竖向力;

b)采用被动承力支撑时,宜根据转体结构的受力体系和施工方法,计算确定各支腿所承担的竖向

力。

4.3.7环道支撑转体系统及中心与环道共同支撑转体系统,支腿的布置应能对转体结构形成稳定支撑,

满足转体结构的受力要求。

4.3.8支腿与滑道的接触方式可采用滑动摩擦接触或滚动摩擦接触,如图6所示。采用滚动摩擦接触

时,滚轮应根据转动平面半径设置相应的锥度。

1)滑动接触2)滚动接触

标引序号说明:

1——下转盘;

2——支腿;

3——环形滑道;

4——滑块;

5——滚轮。

图6支腿与滑道的接触方式

8

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4.3.9支腿与滑道间采用滚动摩擦接触时,单个支腿承受竖向力不宜大于20000kN;采用滑动摩擦接

触时,单个支腿竖向力不宜大于5000kN,全部支腿竖向力不宜大于20000kN。

4.3.10支腿与中心转铰形成超静定的支撑体系时,设计中应考虑转体过程中因滑道不平顺引起的支

腿内力的变化。支腿应有可靠的加载及适应滑道表面不平顺的设备与措施。

4.3.11墩顶转体时,滑道可布置在墩顶,也可在其他位置单独布设。

4.3.12滑道应采用圆环形布置,其中心与撑脚或支腿的中心重合,滑道中心应与转动中心重合。

4.3.13滑道结构应满足上部结构施工及转体过程中撑脚、支腿等承力的要求。

4.3.14滑道应有足够的刚度、表面硬度及平顺度,滑道钢板厚度不宜小于12mm。

转体驱动系统设计

4.4.1常用的转体驱动系统包含千斤顶顶推、连续千斤顶张拉牵引索、齿轮齿轨驱动等几种基本类型。

4.4.2中心支撑转体系统的驱动系统可采用千斤顶顶推或连续千斤顶张拉牵引索方式,二者也可相互

结合使用;环道支撑及中心与环道共同支撑转体系统的驱动系统可采用千斤顶顶推、连续千斤顶张拉牵

引索或齿轮齿轨方式。采用中心与单侧环道共同支撑转体系统,当转体角度大于45度时,宜采用齿轮

齿轨方式。

4.4.3当环道支撑半径较大,支腿位于上转盘范围以外时,宜将驱动系统布置到支腿处。

4.4.4采用连续千斤顶张拉牵引索方式时,转体系统应设置圆形转台和牵引反力座,且应满足下列要

求:

a)牵引索宜对称转铰中心设置,每根索的预埋走向应与牵引方向保持一致;

b)牵引索宜采用预应力钢绞线,强度安全系数应大于2.0;

c)牵引索与转台之间应形成有效连接;

d)牵引反力座宜对称转动中心设置,使牵引力形成平衡驱动力偶;

e)牵引反力座的承载力宜按不小于牵引力的2倍进行设计,其刚度应满足转体牵引设备正常使

用的要求;

f)牵引反力座的轴线应与转台侧立面切线重合,高度应满足牵引索水平牵引要求,牵引反力座至

基坑等围护结构之间的距离应满足连续千斤顶的张拉空间需求。

4.4.5墩顶转体的钢梁桥宜采用可拆卸式钢转台或钢制牵引盘,其余宜采用钢筋混凝土转台。

4.4.6钢筋混凝土转台的设计,应符合下列要求:

a)转台宜与上转盘采用同一强度等级混凝土材料,且不宜低于C40;

b)转台钢筋应伸入上转盘内,并满足最小锚固长度要求;

c)转台高度不宜小于60cm。

4.4.7可拆卸式钢转台的设计,应符合下列要求:

a)钢转台截面宜采用箱形截面,并设计成多段拼装结构,钢转台与钢箱梁底板间连接宜采用螺栓

连接;

b)采用中心支撑转体系统时,钢转台底部应预留可拆卸式撑脚的施工安装条件。

4.4.8采用齿轮齿轨驱动时,转体驱动系统的设计宜符合下列要求:

a)转体驱动系统应包括:电机(液压马达)、减速机、齿轮齿轨、连接及限位构造;

b)齿轨应根据转体角度的需要沿支撑环道布置成圆弧形,齿轨圆心与转动中心重合,齿轨、齿轨

基座、支撑环道间的连接强度应满足不小于2倍驱动力的要求;

c)应设置合理的齿隙限位及调节装置,保证齿轮与齿轨间的良好啮合;

d)采用多点驱动时,应使用同步控制技术。

4.4.9中心支撑转体系统的转体驱动力按公式(8)计算:

9

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2𝜇𝐺𝑅

𝑇=01············································································(8)

3𝑅2

式中:

T——转体总驱动力设计值(kN);

G——转体重量(kN);

R2——转体驱动半径(m),采用千斤顶顶推方式时,𝑅2为千斤顶合力点到转动中心的距离,采用

连续千斤顶张拉牵引索方式时,𝑅2为转台平面半径;

R1——转铰的平面投影半径;

μ0——转铰摩阻系数,应通过试验确定。无试验数据时:启动时静摩阻系数取0.06~0.08,转体过

程中动摩阻系数取0.03~0.06。

4.4.10环道支撑转体系统的转体驱动力可按公式(9)计算:

∑𝜇𝐹𝑅

𝑇=𝑡𝑡𝑖𝑖···········································································(9)

𝑅2

式中:

T——转体总驱动力设计值(kN);

𝐹𝑡𝑖——各支腿所承担的转体重量(kN);

𝑅𝑖——各支腿的转动半径(m);

𝑅2——转体驱动半径(m),采用千斤顶顶推方式时,𝑅2为千斤顶合力点到转动中心的距离;采用

连续千斤顶张拉牵引索方式时,𝑅2为转台的平面半径;采用电机齿轮齿轨驱动方式时,𝑅2为齿轨的

平面半径;

𝜇𝑡——支腿与滑道之间的摩阻系数,应通过试验确定,无试验数据时,可按表2选取。

4.4.11中心与环道共同支撑转体系统的转体驱动力按公式(10)计算:

2𝜇𝐺𝑅∑𝜇𝐹𝑅

𝑇=0𝑐1+𝑡𝑡𝑖𝑖·······························································(10)

3𝑅2𝑅2

式中:

𝐺𝑐——中心转铰承担的转体重量(kN);

注:其余各符号含义同4.4.9、4.4.10条。

4.4.12当采用千斤顶顶推或连续千斤顶张拉牵引索驱动方式时,应设置水平转动限位装置。

上、下转盘设计

4.5.1上、下转盘的混凝土材料强度等级不宜低于C40。

4.5.2上、下转盘之间应预留足够的施工操作空间,上转盘或转台底面至下转盘顶面的竖向净距不宜

小于1.5m。

4.5.3上、下转盘的设计应符合下列规定:

a)上、下转盘的设计尺寸应满足桥梁结构受力及转体系统的布置要求;

b)下转盘与转铰、撑脚或支腿的接触部位,应按局部承压构件进行加强设计。

4.5.4采用墩底转体施工时,可通过增加下转盘(承台)厚度、配置下转盘预应力钢束等措施,改善

转体施工阶段承台及桩基础的受力状况。

4.5.5采用墩底转体施工时,下转盘(承台)的厚度宜满足公式(11)的要求:

𝐺

𝑡≥𝑐+2·····································································(11)

𝑐100000

式中:

10

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55

𝐺𝑐——转铰承担的转体重量(kN),小于1.0×10kN时,取Gc=1.0×10kN;

𝑡𝑐——下转盘(承台)的厚度(m)。

4.5.6采用墩底转体施工时,上转盘的设计应满足下列规定:

a)上转盘的平面形状宜根据桥梁结构形式及场地条件,采用多边形或圆形;

b)上转盘宜采用预应力混凝土结构,厚度不宜小于1.5m;

c)当上转盘内布置有撑脚或支腿时,应根据撑脚或支腿的设计内力配置必要的抗冲切钢筋。

4.5.7采用墩底转体施工时,承台桩基础的单桩桩顶竖向力设计值可按公式(12)计算:

𝑧𝑜

𝑁id=𝑁id+𝑁id·····································································(12)

式中:

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