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高速公路的交通標(biāo)志的護(hù)欄網(wǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),要充分考慮在外界荷載作用下的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性。
另外,交通標(biāo)志作為道路的構(gòu)造物,還需考慮交通標(biāo)志的美觀,及與道路沿線環(huán)境相協(xié)調(diào)。
1.基本假定(1)交通標(biāo)志護(hù)欄網(wǎng)所受外力主要為風(fēng)載,假定風(fēng)載方向與標(biāo)志板面垂直;(2)假定雙柱式標(biāo)志的兩立柱分別承受一半的風(fēng)載;(3)懸臂式標(biāo)志的橫梁多于一根時(shí),假定風(fēng)載由各橫梁平均承擔(dān);(4)雙懸臂標(biāo)志,假定兩標(biāo)志板板面相同;(5)門架式標(biāo)志,假定門架標(biāo)志所受荷載以門架中心線對稱;(6)標(biāo)志基礎(chǔ),當(dāng)理置深度小于3M時(shí),假定基礎(chǔ)周圍的摩擦阻力和彈性抗力忽略不計(jì)。
2.護(hù)欄網(wǎng)荷載的計(jì)算與組織。
交通標(biāo)志所承受的荷載包括兩部分:永久荷載和可變荷載。
永久荷載即交通標(biāo)志結(jié)構(gòu)的自重,可變荷載主要為風(fēng)載。
3.護(hù)欄網(wǎng)的立柱(橫梁)的設(shè)計(jì)與強(qiáng)度驗(yàn)算(1)柱式、雙懸臂式標(biāo)志的立柱設(shè)計(jì)與驗(yàn)算立柱承受橫向力作用,在其橫截面上將產(chǎn)生正應(yīng)力和剪應(yīng)力,應(yīng)分別進(jìn)行驗(yàn)算。
另外還應(yīng)對處于復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下的危險(xiǎn)點(diǎn)進(jìn)行驗(yàn)算,然后根據(jù)形狀改變比能理論(第四強(qiáng)度理論),建立強(qiáng)度條件。
?。?)懸臂式標(biāo)志的橫梁設(shè)計(jì)與驗(yàn)算橫梁還應(yīng)考慮自重的影響,由于重力與風(fēng)力作用方向不同,因此應(yīng)進(jìn)行組合或疊加。
橫梁根部承受兩個(gè)剪力,一個(gè)由風(fēng)載引起,一個(gè)由自重引起,驗(yàn)算時(shí),應(yīng)取最大剪應(yīng)力值。
橫梁根部危險(xiǎn)點(diǎn)的位置與立柱相同,在計(jì)算危險(xiǎn)點(diǎn)的正應(yīng)力和剪力時(shí),應(yīng)注意作用力的組合或疊加,最后根據(jù)第四強(qiáng)度理論建立強(qiáng)度條件。
(3)單懸臂式標(biāo)志立柱護(hù)欄網(wǎng)設(shè)計(jì)與驗(yàn)算單懸臂標(biāo)志立柱根部受到兩個(gè)力和三個(gè)力矩的作用,即:風(fēng)力,重力,由風(fēng)載引起的變矩,由風(fēng)載引起的扭矩,由橫梁和標(biāo)志板自重引起的彎矩。
單懸臂標(biāo)志立柱的強(qiáng)度驗(yàn)算分為兩部分:一部分按橫力彎曲的方法進(jìn)行驗(yàn)算,另一部分按約束扭轉(zhuǎn)的薄壁桿件理論計(jì)算,然后將結(jié)果進(jìn)行疊加。
?。?)門架式標(biāo)志立柱與護(hù)欄網(wǎng)橫梁設(shè)計(jì)與驗(yàn)算根據(jù)假設(shè),門架標(biāo)志系屬平面剛架,承受垂直荷載,此時(shí),在風(fēng)載作用下,門架的任一截面上只有三種內(nèi)力,即:繞位于門架子面內(nèi)的主軸的變矩、扭矩和剪力等內(nèi)力,然后再根據(jù)前述方法進(jìn)行橫梁和立柱的設(shè)計(jì)與驗(yàn)算。
4.護(hù)欄網(wǎng)立柱(橫梁)的變形驗(yàn)算根據(jù)經(jīng)驗(yàn),按照強(qiáng)度條件設(shè)計(jì)的標(biāo)志立柱或橫梁截面往往過于單薄,此時(shí),剛度條件可能起控制作用。
因此,對于各類交通標(biāo)志結(jié)構(gòu),構(gòu)件的變形驗(yàn)算是必不可少的,這也是有別于其度,因此,對于各類交通標(biāo)志結(jié)構(gòu),構(gòu)件的變形驗(yàn)算是必不可少的,這也是有別于其它土建物的一個(gè)顯著特點(diǎn)。
對于懸臂式和門架式標(biāo)志,由于在自重作用下橫梁會(huì)產(chǎn)生撓度,因此,變形驗(yàn)算也可為橫梁預(yù)拱度設(shè)計(jì)提供依據(jù)。
立柱或橫梁的變形驗(yàn)算,可分別求和每項(xiàng)荷載單獨(dú)作用下梁的撓度和轉(zhuǎn)角,然后再進(jìn)行疊加。
(1)柱式、雙懸臂式標(biāo)志立柱的撓度驗(yàn)算應(yīng)驗(yàn)算由風(fēng)載引起的水平撓度是否超出要求。
?。?)懸臂式、門架式標(biāo)志的橫梁撓度驗(yàn)算應(yīng)分別驗(yàn)算由風(fēng)載和橫梁自重而引起的水平和重直最大撓度值是否超出要求。
?。?)單懸臂式們架式標(biāo)志立柱的撓度驗(yàn)算這類薄壁桿件的撓度計(jì)算,分為兩部分:一部分是由彎曲引起的,跟一般桿件的撓度計(jì)算類似;另一部分是當(dāng)桿件處于約束扭轉(zhuǎn)時(shí),由線性正應(yīng)力和純扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力所做之功而對撓度產(chǎn)生的影響。
鐵絲網(wǎng)護(hù)欄立柱與橫梁的連接(1)螺栓連接計(jì)算每個(gè)螺栓的受剪、承壓、受接承載力設(shè)計(jì)值。
?。?)法蘭盤連接計(jì)算法蘭盤的厚度及螺栓拉力。
6.柱腳強(qiáng)度驗(yàn)算立柱柱腳主要由底板法蘭盤、加勁肋、地腳螺栓等組成,各部分均應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度,有可靠的連接強(qiáng)度。
?。?)分別計(jì)算立柱柱腳端彎矩,軸心壓力和水平剪力共同作用下底板上混凝土基礎(chǔ)的壓應(yīng)力,受拉側(cè)地腳螺栓總拉力,水平抗剪承載力;(2)計(jì)算柱腳底板的厚度;(3)柱腳加勁肋的強(qiáng)度計(jì)算。
護(hù)欄網(wǎng)的安裝基礎(chǔ)的位置,交通標(biāo)志的基礎(chǔ),埋深一般在3M以下,屬于淺基礎(chǔ),可以設(shè)計(jì)成不必配置受力鋼筋的剛性基礎(chǔ)。
位于橋梁上的標(biāo)志,應(yīng)通過計(jì)算配置必要的受力鋼筋。
當(dāng)剛性基礎(chǔ)過于頭緒大或標(biāo)志基礎(chǔ)位于土質(zhì)不良路段時(shí),可以考慮設(shè)計(jì)樁基礎(chǔ)。
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