高速公路门架钢结构设计计算书.doc

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 50009-20062．《户外广告设施钢结构技术规程》CECS148：20033．《钢结构设计规范》GB 50017-20034．《建筑抗震设计规范》GB 50011-20085．《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ 81-20026．《钢结构工程施工质量验收规范》GB 50205-20017．《建筑结构制图标准》GB/T 50105-2001。

8、《道路交通标志和标线》 GB5768—19999、《公路交通标志板》 JT/T279—200410、《结构用无缝钢管》 GB/T1862—199911、《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 ìs =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 ì z =1.42;（d）风振系数 â z 的计算为：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í =0.44;振型系数ϕZ =1.0;风振系数 â z = 1+îíϕ 2.146 × 0.44 ×1.0 = 1.67 （情报板：1.684） Z =1+ìÆ（e）风荷载标准值：1.422wê = â z ìs ì z w0= 1.67 ×1.30 ×1.42 × 0.9216= 2.84KN / m2 （情报板：2.86 kN/㎡）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 14～15m14 米跨标志牌门架截面信息317 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 规 规 材 材 备 备 截 截 截 截 规 规 材 材 备 备 1 P 2 9 9 X 1 2 Q2 3 5 B 圆 圆 圆 7P 3 2 5x12 Q2 3 5 B 圆 圆 圆 2 P 27 3x 12 Q2 3 5 B 圆 圆 圆 10 P 8 9 x 6 Q2 3 5 B 圆 圆 圆 3 P 20 3X 10 Q2 3 5 B 圆 圆 圆 12 P 1 4 0x 7 Q2 3 5 B 圆 圆 圆 5P 152 X 8 Q2 3 5 B 圆 圆 圆 1 3 P 12 1x 6 Q2 3 5 B 圆 圆 圆 414 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/㎡）521 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/㎡）63、荷载组合1、1.35D + 1.4(0.7)L2、1.2D + 1.4L3、1.0D + 1.0L4、1.2D + 1.4w15、1.2D - 1.4w16、1.0D + 1.0w17、1.0D - 1.0w18、1.2D + 1.4L + 1.4(0.6)w19、1.2D + 1.4L - 1.4(0.6)w110、1.0D + 1.4L + 1.4(0.6)w111、1.0D + 1.4L - 1.4(0.6)w112、1.2D + 1.4(0.7)L + 1.4w113、1.2D + 1.4(0.7)L - 1.4w114、1.0D + 1.0(0.7)L + 1.0w115、1.0D + 1.0(0.7)L - 1.0w116、1.2(D+0.5L) + 1.3(1.0)ex17、1.2(D+0.5L) + 1.3(1.0)ey18、1.2(D+0.5L) + 1.3(1.0)exy4、计算结果包络支座反力 17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）917 米跨标志牌门架整体位移（1.0D+1.0W）（单位：mm）21 米跨标志牌门架整体位移（1.0D+1.0W）（单位：mm）24.75 米跨标志牌门架整体位移（1.0D+1.0W）（单位：mm）10标志牌门架钢构件包络应力比标志牌门架计算结果完全满足规范规定的位移应力控制标准.（二）情报板门架整体计算结果1.计算模型结构计算模型（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（见标志牌部分）1114 米跨情报板门架截面信息17 米跨情报板门架截面信息1221 米跨情报板门架截面信息24.75 米跨情报板门架截面信息截 截 截 截 规 规 材 材 备 备 截 截 截 截 规 规 材 材 备 备 1 P 2 9 9 X 1 2 Q2 3 5 B 圆 圆 圆 7P 3 2 5x12 Q2 3 5 B 圆 圆 圆 2 P 27 3x 12 Q2 3 5 B 圆 圆 圆 10 P 8 9 x 6 Q2 3 5 B 圆 圆 圆 3 P 20 3X 10 Q2 3 5 B 圆 圆 圆 12 P 1 4 0x 7 Q2 3 5 B 圆 圆 圆 5P 152 X 8 Q2 3 5 B 圆 圆 圆 1 3 P 12 1x 6 Q2 3 5 B 圆 圆 圆 1314 米、17 米跨情报板门架恒荷载布置（单位：kN/m）21 米、24.75 米跨情报板门架恒荷载布置（单位：kN/m）1414 米、17 米跨情报板门架活荷载布置（单位：kN/㎡）21 米、24.75 米跨情报板门架活荷载布置（单位：kN/㎡）1514 米、17 米跨情报板门架风荷载布置（单位：kN/㎡）21 米、24.75 米跨情报板门架风荷载布置（单位：kN/㎡）3、荷载组合（同标志牌部分）4、计算结果。