城市道路交通标志牌基础设计研究

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1、22道路交通城市道桥与防洪2016年01月第01期DOI：10．16799／j．cnki．csdqyfh．2016．01．008城市道路交通标志牌基础设计研究张志伟，任强(青岛市市政工程设计研究院有限责任公司，山东青岛266000)摘要：为解决城市道路交通标志牌基础与市政管线之间的冲突，合理确定标志牌基础尺寸。首先采用有限元软件对标志牌振动模态进行分析求得其自振周期，确定是否考虑顺风向风振的影响；再依据新版《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)进行风荷载计算，并在一定的约束条件下对基础的尺寸进行分析，合理

2、确定基础尺寸的大小；最后，结合实际工程对标志牌基础与市政管线之间的冲突问题提出了解决方案。关键词：交通标志牌；振动模态；风荷载计算；基础尺寸中图分类号：U491．52文献标志码：A文章编号：1009—7716(2016)01—0022—03用两类llI。永久作用主要包括杆件自重、标志牌或O引言固定设备自重、土压力和地基变形等；可变作用包在市政道路的建设过程中，道路交通标志牌括风荷载、覆冰荷载、雪荷载、安装或检修荷载、地的设置是必不可少的一环。对于沿海地区，一些大震荷载、温度荷载等。其中，风荷载是结构承受的T．型交通

3、标志牌受到的风荷载较大。为满足结构安主要荷载。本文也着重研究风荷载对标志牌的作全要求，基础所需要的混凝土的体量是很可观的，用，并在计算分析的过程中作如下的假定：但由于市政道路与公路不同，地下敷设相当丰富(1)假定风荷载方向与标志版面垂直，不计扭的管线，特别是靠近路缘石附近，是地下管线争夺转或位移对风荷载的影响；的焦点。标志牌基础一般也正好设置于这一位置，(2)基础四周土的摩擦力和抗力忽略不计，作因此与地下管线线位发生冲突在所难免，特别是为安全储备；一些大型标志牌，由于基础尺寸较大，这一问题变(3)忽略横风向风振和扭

4、转风振的影响。得更加明显。—————针对上述问题，本文依据新版《建筑结构荷载规范》(GB50009—2012)[11，对沿海地区某一大型标志牌进行风荷载计算，进而对标志牌所需基础尺寸进行合理分析，以尽量减少基础与管线线位的冲突，并提出一些在设计及施工中应注意的问题。1计算及分析过程1．1工程背景青岛沿海某一主干路，道路沿线交通标志牌面板尺寸采用3ITI×61TI，其结构如图1所示。支承杆件采用3F杆，杆件与基础之间采用高强度螺栓进行连接，基础尺寸暂定为a(宽)×f(长)xh(高)，立杆、横梁及面板材料见表1。道路沿

5、线敷设有给水、排水、电力、通信、燃气等管线，部分管线k_———EL—_一线位与标志牌基础存在冲突。图1交通标志牌示意图(单位：cm)1．2荷载分析及假定1．3标志牌振动模态分析标志牌上的作用力可分为永久作用和可变作如前所述，本文主要考虑风荷载对标志牌的收稿日期：2015—02—13作用。影响风荷载大小的因素有基本风压、风荷载作者简介：张志伟(1983一)，男，山东德州人，工程师，从事道桥设计工作。体型系数、风压高度变化系数、风振系数。前面三2016年01月第01期城市道桥与防洪道路交通23项可由规范直接取值llJ，

6、而风振系数的计算需要计算结构的自振周期，然而在新版的《建筑结构荷载规范》(GB50009—2012)以及《户外广告设施钢结构技术规程》(CECS148—2003)【2J中对结构的自振周期均要求采用结构动力学计算或采用近似计算，但是并未给出此类构件的近似计算公式。因此，有必要对标志牌的振动模态进行分析，从而求得与风振系数有关的自振频率、自振周期以及振型系数等参数。(a)一阶模态(b)二阶模态结构振动模态的分析可借助于通用有限元软件，比如ANSYS、SAP2000、MIDAS来实现【31。本文即采用有限元分析软件MID

7、AS／Civil进行结构的离散和模型的建立，将标志牌划分为59个梁单元和48个板单元，立杆底部采用固结处理。具体的建模参数见表1。表2和图2分别给出了前四阶振动模态的示意图和计算结果。其中，一阶模态自振频率1．215Hz，自振周期为T-0．823s，振型系数为0．99。根据规范要求，自振周期大于0．25S，需要考虑风压脉动对结构顺风向风振的影响ll1。(c)三阶模态(d)四阶模态表1建模参数图2一阶至四阶模态示意图式中：g为峰值因子，可取2．5；，。。为101TI高度名义湍流强度，对A类地面粗糙度，可取0．12；R

8、为脉动风荷载的共振分量因子；Bz为脉动风荷载的背景分量因子。表2各阶模态自振频率及振动形式公式中R与计算过程较为繁琐，限于篇幅，不再一一赘述。这里仅给出计算结果，见表3。表3公式中的参数的具体含义见《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)表3风荷载标准值计算结果1．4风荷载计算标志牌风荷载计算依据新版《建筑结构荷载规范》(GB50009-2012)中