门架式交通标志结构设计计算书

湛江港徐闻港区南山作业区客货滚装码头工程

施工图设计

21.01m跨门架式交通标志

结构设计计算书

中交设计

二〇一九年一月

目 录

1 设计资料 (1)

1.1 构件概况 (1)

1.2 主要选用规范、标准和参考书籍 (2)

1.3 设计原则与设计假设 (2)

1.3.1 设计原则 (2)

1.3.2 设计假设 (3)

1.4 设计参数 (3)

1.4.1 结构重要性系数Υ0 (3)

1.4.2 设计采用的作用 (3)

1.4.2 作用的组合与荷载（作用）分项系数 (4)

1.4.3 风荷载 (5)

1.4.4 标志牌重力 (6)

1.4.5 温度作用 (7)

1.4.6 其他参数设置 (7)

2. 结构模型 (8)

2.1 模型建立 (8)

2.2 作用组合在模型内荷载工况中的设定 (9)

2.2.1 作用基本组合下荷载工况的设定 (9)

2.2.2 作用准永久组合下荷载工况的设定 (10)

2.2.3 作用标准组合（校验用）下荷载工况的设定 (10)

2.3 作用组合的包络 (12)

3 门架上部结构计算结果 (12)

3.1 承载能力极限状态下基本组合计算结果 (12)

3.1.1 柱底反力 (12)

3.1.2 门架上部结构杆件应力 (13)

3.2 正常使用极限状态下准永久组合计算结果 (15)

3.2.1 柱顶位移 (15)

3.2.1 横梁挠度 (16)

广东湛江港徐闻港区南山作业区客货滚装码头工程

21.01m跨门架式交通标志结构设计计算书

1 设计资料

1.1 构件概况

本计算书为广东湛江港徐闻港区南山作业区客货滚装码头工程21.01m跨门架式交通标志牌结构设计计算书。

本门架式交通标志牌结构如下图所示：

图1.1‐1 门架式标志牌立面布置图

标志牌板面尺寸及基础构造平面尺寸如下图所示：

单幅标志牌板面 基础平面尺寸

图1.1‐2 标志牌板面尺寸及基础构造平面尺寸图

门架立柱、横梁和横梁竖杆材质为GB/T 700-2006碳素结构钢规定

Q235钢、GB/T 8162-2008结构用无缝钢管，各构件规格为： 立柱：GB/T 8162-2008 Φ377×14 钢管

横梁：GB/T 8162-2008 Φ219×12 钢管

横梁竖杆：GB/T 8162-2008 Φ152×8 钢管

柱下基础材质为C25混凝土。

1.2 主要选用规范、标准和参考书籍

《公路工程技术标准》（JTG B01-2003）

《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2015）

《公路桥梁抗风设计规范》（JTG/T D60-01-2004）

《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG D63-2007）

《公路交通安全设施设计规范》（JTG D81-2017）

《公路交通安全设施设计细则》（JTG/T D81-2017）

《钢结构设计规范》（GB 50017-2017）

《碳素结构钢》（GB/T 700-2006）

《结构用无缝钢管》（GB/T 8162-2008）

《道路交通标志和标线》（GB 5768-2009）

《道路交通标志板及支撑件》（GB/T 23827-2009）

《公路交通安全设施施工技术规范》（JT/G F71-2006）

《GB 5768-1999<道路交通标志和标线>应用指南》

1.3 设计原则与设计假设

1.3.1 设计原则

（1）交通安全设施钢结构设计根据使用过程中可能同时出现的作用，采用以概率理论为基础的极限状态设计方法，按承载能力极限状态和正

常使用极限状态分别进行作用组合，并取各自的最不利组合进行设计。

（2）设计交通安全设施结构或构件承载能力极限状态的强度、稳定性及连接强度时，采用荷载设计值（荷载标准值×荷载分项系数）；设计正常使用极限状态的变形时，采用荷载标准值。

（3）计算变形时，不考虑螺栓孔引起的截面削弱。

（4）传至基础底面的作用（荷载）采用基本组合、土体自重分项系数取1.0、按实际的土体重力密度计算。

1.3.2 设计假设

① 风载方向：交通标志所受外荷载主要为风荷载，假设仅考虑最不利受风状况——即风压方向与标志牌板面垂直；

② 立柱基础：交通标志牌的混凝土基础埋置深度较浅，假设基础四周土的摩阻力和弹性抗力忽略不计；

③ 标志板及相应部件（铝槽、抱箍、扣件等）的恒载与标志牌板面上所受风荷载由承载部件横梁均匀分担、以线荷载形式分布于横梁上；同时横梁上受标志牌轮廓阻挡区域不再考虑风荷载。

④ 门架交通标志承载构造简化成超静定结构，根据资料，假定结构成型、受到约束时的结构初始温度为23℃。

1.4 设计参数

1.4.1 结构重要性系数Υ0

依《公路交通安全设施设计规范》3.5.2条，门架式交通标志的结构设计安全等级为二级；依《钢结构设计规范》3.1.9条，结构重要性系数Υ

=1.0。

1.4.2 设计采用的作用

依《公路交通安全设施设计规范》3.5.1条，门架式交通标志结构设

计采用的作用如下：

表1.4.2-1 结构设计采用的作用分类表

作用名称 作用分类

结构重力（包括结构附加重力）

土重力（置于土基处）

永久作用

土侧压力（置于土基处）

风荷载

可变作用

温度（均匀温度和梯度温度）作用

1.4.2 作用的组合与荷载（作用）分项系数

依上节作用分类，本结构设计对于承载能力极限状态：按作用基本组合进行设计；对于正常使用极限状态：按作用准永久组合进行设计。

依《公路桥涵设计通用规范》，本项目门架式交通标志结构设计采用的作用（荷载）分项系数、组合系数为：

（1）作用基本组合下

永久作用、结构重力（包括结构附加重力）的分项系数Υ

=1.2（注：

G1

对结构的承载能力不利，且由可变作用控制组合）

可变作用、风荷载的分项系数Υ

=1.4（风荷载为主导可变作用）

Q1

可变作用、温度作用的分项系数Υ

=1.4

Q2

可变作用、温度作用的结构设计使用年限荷载调整系数Υ

=1.0

L2可变作用、温度作用的组合值系数Ψ

=0.75

C

（2）作用准永久组合下

可变作用、风荷载的准永久值系数Ψ

=0.75

q1

可变作用、温度作用（均匀温度）的准永久值系数Ψ

=1.0

q2

另外，规范规定的门架交通标志结构设计采用的作用中并未列及汽