高速公路门架钢结构设计计算书精品

广州至深圳沿江高速公路大型可变情报板及标志门架结构 设计计算书 一、 工程概况 广州至深圳沿江高速公路位于珠江三角洲经济发达地区——广 州、东莞、深圳，沿狮子洋、 伶仃洋东岸，本项目采用设计时速为 100km/h的高速公路标准，双向八车道，路幅宽 41m，桥 梁 长度占路线总长度 90%以上。项目所在地区属南亚热带海洋季风气候区，气候温暖潮湿（平 均气 温为22～22.5℃,相对湿度79～81%），雨量充沛（ 平均降水量1700mm以上） 常受热带风暴 和台 风袭击（年平均2～3次，台风中心风力可达11～12 级），为本地区主要灾害性天气。 本设计即为上述广州至深圳沿江高速公路大型可变情报板及标志门架结构，风荷载为门架结 构的主要荷载之一，同时要特别注重门架结构的防腐蚀设计及施工。 二、结构设计采用主要规范 1．《建筑结构荷载规范》GB 50009-2006 2．《户外广告设施钢结构技术规程》CECS148：2003 3．《钢结构设计规范》GB 50017-2003 4．《建筑抗震设计规范》GB 50011-2008 5．《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ 81-2002 6．《钢结构工程施工质量验收规范》GB 50205-2001 7．《建筑结构制图标准》GB/T 50105-2001。 8、《道路交通标志和标线》GB5768—1999 9、《公路交通标志板》JT/T279—2004 10、《结构用无缝钢管》GB/T1862—1999 11、《高速公路交通工程钢构件防腐技术条件》 GB/T18226—2000 三、结构计算采用计算机软件 计算软件 采用MIDAS/Gen V7.3.0. 四、结构计算基本参数 1． 结构的设计使用 限取为50年，结构的安全等级取为二级，结构重要性系数取为1.0; 2．钢材采用Q235-B，并符合GB/T 700-2006的规定 焊条采用E4303型，并符合GB/T 5117-1995 的规定； 3． 基本风压取为 =0.9216kN/㎡（设计基本风速38.4m/s）,地面粗糙度B 类 ; 4．门架式标志上部标志牌的最大面积按49.48 ㎡计算，荷载取值为10kN，按不利布置在门架中 部14～15 米范围内位置； 5． 大型可变情报板显示 12个（1m×1m）汉字，情报板重20kN，迎风面积18㎡，按不利布 置 在门架中部14～15 米范围内位置，高度按1.5 米计算（偏保守）。 6． 其他附属设施荷载： A、情报板安装检修走道及栏杆重1.0kN/m，安装检修走道活荷载1.00kN/m； 7． 抗震设防烈度7 度，设计基本地震加速度值0.10g。 五、计算结果 （－）标示牌门架整体计算结果 1. 计算模型 1 结构计算模型 （说明：柱脚均为刚接柱脚，从左至右分别为14 米跨，17 米跨，21 米跨，24.75 米跨标 示牌门架计算模型） 2、荷载取值 本工程所在地区抗震设防基本烈度为7 度， 设计基本地震加速度值为0.1g， 设计地震分组为第 一 组，设计特征周期值取0.45s。 (一)恒载标准值计算 ： 标示牌自重10kN，按不利布置在门架中部14～15 米范围内位置：10/14＝0.72 kN/m 情报板重20kN，迎风面积18㎡，按不利布置在门架中部12～15 米范围内位置： 20/12＝1.67 kN/m； 情报板安装检修走道及栏杆重1.0kN/m 分布在两根上弦上，每根0.5kN/m； (二)活荷载标准值计算 ： 安装检 修走道活荷载1.0kN/㎡； (三)风荷载标准值计算 ： （a）基本风压W0 =0.9216kN/㎡ （b）风荷载体型系数 s =1.30 ;  （c）地面粗糙度类别取为B类，迎风面平均高度按30m,风压高度变化系数 z =1.42;  （d）风振系数 z 的计算为：  =0.44; 标志牌门架结构的振周期约为T1=0.524s，脉动增大系数 =2.146; 情报板门架结构的振周期约为T1=0.63s，脉动增大系数 =2.206; 门架结构的平均高度H与宽度B之比H/B≤0.50，脉动影响系数 振型系数  Z =1.0; z = 1+  Z 风振系数   =1+ 2.146 0.44 1.0 = 1.67（情报板：1.684） 1.42 （e）风荷载标准值： 2 w  z s  z w 0 1.67  1.30 1.42 0.9216  2.84KN /m2 （情报板：2.86kN/㎡） 标志牌风荷载：49.48 ㎡/14m/1.5*2.84=6.69 kN/㎡ 情报板风 荷载： 1.5*2.86=4.29kN/㎡，分布范围约14～15m 14 米跨标志牌门架截面信息 3 17 米跨标志牌门架截面信息 21 米跨标志牌门架截面信息 24.75 米跨标志牌门架截面信息 截 截 截 截 1 2 3 5 规 规 P299X12 P273x12 P203X10 P152X8 材 材 Q 235B Q 235B Q 235B Q 235B 备 备截 截 截 截 圆 圆 圆7 圆 圆 圆 圆 圆 圆 圆 圆 圆 10 12 13 规 规 P325x12 P89x6 P140 x7 P121x6 材 材 Q 235B Q 235B Q 235B Q 235B 备 备 圆 圆 圆 圆 圆 圆 圆 圆 圆 圆 圆 圆 4 14 米、17 米跨标志牌门架恒荷载布置（单位：kN/m） 21 米、24.75 米跨标志牌门架恒荷载布置（单位：kN/m） 14 米、17 米跨标志牌门架活荷载布置（单位：kN/㎡） 5 21 米、24.75 米跨标志牌门架活荷载布置（单位：kN/㎡） 14 米、17 米跨标志牌门架风荷载布置（单位：kN/㎡） 21 米、24.75 米跨标志牌门架风荷载布置（单位：kN/㎡） 6 3 3、荷载组合 1、1.35D + 1.4(0.7)L 2、1.2D + 1.4L 3、1.0D + 1.0L 4、1.2D + 1.4w1 5、1.2D - 1.4w1 6、1.0D + 1.0w1 7、1.0D - 1.0w1 8、1.2D + 1.4L + 1.4(0.6)w1 9、1.2D + 1.4L - 1.4(0.6)w1 10、1.0D + 1.4L + 1.4(0.6)w1 11、1.0D + 1.4L - 1.4(0.6)w1 12、1.2D + 1.4(0.7)L + 1.4w1 13、1.2D + 1.4(0.7)L - 1.4w1 14、1.0D + 1.0(0.7)L + 1.0w1 15、1.0D + 1.0(0.7)L - 1.0w1 16、1.2(D+0.5L) + 1.3(1.0)ex 17、1.2(D+0.5L) + 1.3(1.0)ey 18、1.2(D+0.5L) + 1.3(1.0)exy 4 4、计算结果 包络支座反力1 7 包络支座反力2 第一振型（21 米跨门架水平振动） 第二振型（24.75 米跨门架水平振动） 8 第三振型（14 米跨门架水平振动） 第四振型（17 米跨门架水平振动） 14 米跨标志牌门架整体位移（1.0D+1.0W）（单位：mm） 9