场镇道路工程-A级金属梁柱式护栏设计计算书.docx

场镇道路工程A级金属梁柱式护栏设计计算书目录一、基本信息111-I-I¾5t11.2技术标准1二、护栏计算12.1 结构及材料参数12.2 构成塑性钱的所有横梁的非弹性屈服线弯曲承载力矩MP计算22.3 3构造符合性检查22.4 4承载能力计算32.5 5地脚螺栓承载力计算42.6 悬臂板验算42.7 结论6一、基本信息1.1 工程概况开州区高桥镇场镇道路是高桥镇新建绕场镇道路，本项目为新建工程，路线全长L495公里。本项目共有座新建桥梁，龙湾中桥和南天洞中桥，两座桥梁规模均为中桥。1.2 技术标准1、公路等级：三级公路。2、设计荷载：汽车荷载：公路-II级；人群荷载：3.0kNm3、设计车速：3Okmh4、桥梁宽度：1.75m（人行道及护栏）+0.25m（侧向宽度）+2乂3.25111（车行道）+丽（加宽值）÷O.25m（侧向宽度）+1.75m（人行道及护栏）=10.5+bm（全宽）。5、防护等级：三（八）级。1.3 主要规范1、公路工程技术标准（JTGBoI-2014）；2、公路桥涵设计通用规范（JTGD60-2015）；3、公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG3362-2018）；4、公路交通安全设施设计规范（JTGD812017）；5、公路交通安全设施设计细则（JTG/TD81-2017）。二、护栏计算2.1结构及材料参数防护等级为A级的梁柱式护栏（单位：mm）护栏等级：A级。立柱间距1.5m。护栏钢管为127x5。Q355C钢，屈服强度fy=355MPa;C30混凝土，轴心抗压强度标准值f=26.8MPa位柱间距L=1500mm0根据公路交通安全设施设计细则(JTGfrD81-2017)表3.5.4条规定，A级碰撞荷载标准值为170KN,荷载分布长度为1.2m。2.2构成塑性校的所有横梁的非弹性屈服线弯曲承载力矩Mp计算各横梁规格相同，每一根横梁的塑性截面模量Z和弯曲承载力矩MP分别为：Z=29832.5mm3,Mp=vZ=355×29832.5=10590537.5(Nmm)立柱的塑性截面模量Z和弯曲承载力矩MP分别为：Z=215664mm3,Mp=vZ=355×215664=76560720(7Vmm)2.3构造符合性检查对A等级，Lt=I20Omm;立柱退后距离S=I14mm;横梁最大净距C=244mm;横梁与车辆接触的总高度A=2x127=254(mm)；A/H=254/700=0.363>0.25。与公路交通安全设施设计细则(JTG“口81-2017)图635-2对照可见，所选择的护栏构件符合构造要求。横粱均采用同样的材料，横梁之间的抗力之比与其模量之比相同。因此，根据横梁的塑性模量，可计算出桥面板以上各横梁抗力之和R的高度。斤一(RY)r1/一元=10590537.5×(590+924.5)(2×10590537.5)=757.25(mm)护栏所需要的最小有效高度：G=1580mmW=100OOkgB=2470mmF1=1700N计算得出“e=697.86mm亍=757.25mm;满足要求。2.4承载能力计算1、当失效模式中未包含端部立柱时Mp=76560720×2=153121440(Nmm)MPn=-J-=76560720/757.25=101103.625(N)PY1.t=1200mm(1)失效模式包含奇数跨N时：-INL-LtJ6xl53121440+(N-l)(N+l)10110365x15002Nxl5001200_2449943040+15165540¾N-1)(N+1)3000N-1200当N=3时,R=469639.26N当N=5时，R=441280.63N当N=7时，R=491383.95N当N=MR=565208.33N故，当N=5时，取得最小值R=441280.63N0(2)失效模式包含偶数跨N时：6M+N2PLR=-BJWL-Lt16x153121440+2x101103.625x15003000N-1200_2449943040+151655400n23000N-1200当N=2时，R=636784.30N当N=4时，R=451521.24N当N=6时，R=470805.80N当N=8时，R=533153.01N故，当N=4时,取得最小值R=45152L24N0护栏系统的承载能力由上述计算中的最小值来确定，该护栏系统的承载抗力为：R=441280.63N>17OOOON。（3）失效模式下影响范围内两端立柱的荷载检查失效模式下的立柱数（N）-I=4失效立柱的荷载=4×101103.625=404414.5（N）失效模式下每端立柱的荷载二R 404414.52=36866.13 (N) < Pp =101103.625 N（4）当失效模式中包含端部立柱时对任意数量的横梁跨数N来说,2%+29团2NL-Ll_2x153440+2x101103.625l5(XXl+2+.+N)3000N-1200_306242880+303310875(1+2+.+N)3000N-1200N=2时，R=253369.90NN=3时,R=272577.97NN=4时，R=309199.23NN=5时,R=351877.25NN=6时，R=397367.34N选取最小值为R=253369.90N>170000No当N=2时取得最小值，R=253369.90N>170000N,护栏承载力满足要求。2. 5地脚螺栓承载力计算本项目地脚螺栓为预埋U型地脚螺栓，现浇护栏基座，无需进行验算，此处从略。3. 6悬臂板验算箱梁悬臂宽度为2m,人行道宽度为1.75m,护栏位于人行道内侧。(1)强度：桥面板钢筋采用HRB400钢筋，fyk(屈服强度标准值)=400MPa;桥面板采用C50混凝土,y(混凝土轴心抗压强度标准值)=32.4MPao(2)钢筋规格：桥梁悬臂板中横向钢筋单根钢筋截面面积：Si=314,2mm2,d=20mm,间距Ioomm；桥梁悬臂板中号钢筋单根钢筋截面面积：S2=113.Imm2,d=12mm,间距IOomm(3)计算状态下悬臂根部截面的M,M=4+M+MhuLsbV悬臂桥面板重力在根部截面处引起的弯矩MF15.83(kN.m/m)人行道及护栏重力在根部截面处引起的弯矩皿二19.69(kNmm)竖向碰撞荷载取10吨货车&=IoOoOkgX9.8Nkg=98.0(kN)竖向碰撞荷载分布长度取18吨货车的车长Lv=7.04(m)截面距离悬臂板端部长度。=2.0(m)M=坐应+M+MhLsbVo«x2=-+15.83+19.697.04=63.36(kNmm)(2)计算状态下悬臂更不截面承受竖向荷载下的抗弯承载力我：受压区高度XAflrS yk3142×40°=38.79(mm)32.4×100Mn =华(4-ab 23142×4qq×(510-Z2)IOO截面的有效高度%=550-30-10=510(mm)(保护层厚度为30mm)=616592.4(Nmm)=616.592(kNmm)>fw=63.36(kNmm)箱梁悬臂根部截面承载力满足要求。2.7结论计算结果表明，本桥梁护栏能够满足A级防护性能。