一种道路标志牌基础设计方法技术

本发明专利技术公开一种道路标志牌基础设计方法，根据实地情况确定基础的长度和宽度，并预设基础高度为h，基础高度h为未知量，根据基础的尺寸得到基础的基础重力表达式；并计算基础的侧土压力和侧土压力相对于基础的侧土弯矩；根据立柱和悬臂的尺寸计算立柱重力和悬臂重力和风载荷，得到标志牌重力弯矩和风载弯矩；分别根据X轴方向与Y轴方向的风载弯矩、侧土弯矩的弯矩总和基础重力表达式、立柱重力、悬臂重力的重力总和之间的比值与稳定性系数k0之间的相对关系，计算基础的风载高度h1和弯矩高度h2；风载高度h1和弯矩高度h2取较大值作为基础高度h。

A Design Method of Road Sign Foundation

\u672c\u53d1\u660e\u516c\u5f00\u4e00\u79cd\u9053\u8def\u6807\u5fd7\u724c\u57fa\u7840\u8bbe\u8ba1\u65b9\u6cd5\uff0c\u6839\u636e\u5b9e\u5730\u60c5\u51b5\u786e\u5b9a\u57fa\u7840\u7684\u957f\u5ea6\u548c\u5bbd\u5ea6\uff0c\u5e76\u9884\u8bbe\u57fa\u7840\u9ad8\u5ea6\u4e3ah\uff0c\u57fa\u7840\u9ad8\u5ea6h\u4e3a\u672a\u77e5\u91cf\uff0c\u6839\u636e\u57fa\u7840\u7684\u5c3a\u5bf8\u5f97\u5230\u57fa\u7840\u7684\u57fa\u7840\u91cd\u529b\u8868\u8fbe\u5f0f\uff1b\u5e76\u8ba1\u7b97\u57fa\u7840\u7684\u4fa7\u571f\u538b\u529b\u548c\u4fa7\u571f\u538b\u529b\u76f8\u5bf9\u4e8e\u57fa\u7840\u7684\u4fa7\u571f\u5f2f\u77e9\uff1b\u6839\u636e\u7acb\u67f1\u548c\u60ac\u81c2\u7684\u5c3a\u5bf8\u8ba1\u7b97\u7acb\u67f1\u91cd According to the relative relationship between the ratio of the sum of the wind loads in the X-axis direction and the Y-axis direction, the sum of the bending moments in the lateral soil direction and the foundation gravity expression, the column gravity and the sum of the gravity in the cantilever direction and the stability coefficient k0, the wind load heights H1 and the bending moment heights H2 of the foundation are calculated, and the wind load heights H1 and H2 of the foundation are calculated respectively. The bending moment height H 2 is taken as the base height H.

【技术实现步骤摘要】
一种道路标志牌基础设计方法
本专利技术涉及土木工程结构设计
，更进一步涉及一种道路标志牌基础设计方法。
技术介绍
道路建设需设置交通标志牌，道路标志牌指示道路信息。道路标志牌的底部基础埋设在地下，支撑上方的立柱部分，由底部基础承受上方立柱的重力和弯矩，底部基础需要具有足够的抗弯能力，防止立柱倾覆。立柱部分主要承受标志牌自身重力产生的弯矩以及侧向风力产生的弯矩；目前我国道路标志牌及路灯基础的抗风验算理论沿袭了建筑或桥涵扩大基础抗倾覆验算方法；计算时先假设路灯基础的尺寸，并根据假设的基础尺寸验算是否满足抗弯要求，计算过程繁琐；并且传统的计算方式并未考虑影响弯矩的全部因素，造成底部基础的尺寸偏大，建造时使用更多的材料，占用更大空间，造成资源浪费。对于本领域的技术人员来说，如何设计道路标志牌基础，使基础合理地满足抗倾覆要求，避免资源浪费，是目前需要解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种道路标志牌基础设计方法，合理地满足抗倾覆要求，避免资源浪费，具体方案如下：一种道路标志牌基础设计方法，包括：确定基础的长度和宽度，并预设基础高度为h；根据基础的长度、宽度和基础高度h得到基础的基础重力表达式；计算基础的侧土压力，并计算所述侧土压力相对于基础的侧土弯矩；确定立柱和悬臂的尺寸；计算立柱重力和悬臂重力；计算立柱和悬臂承受的风载荷；计算悬臂重力相对于基础的悬臂重力弯矩，计算风载荷相对于基础的风载弯矩；确定抗倾覆稳定性系数k0；根据X轴方向的所述风载弯矩、所述侧土弯矩的弯矩总和所述基础重力表达式、所述立柱重力、所述悬臂重力的重力总和之间的比值与所述稳定性系数k0之间的相对关系，计算基础的风载高度h1；根据Y轴方向的所述风载弯矩、所述悬臂重力弯矩、所述侧土弯矩的弯矩总和所述基础重力表达式、所述立柱重力、所述悬臂重力的重力总和之间的比值与所述稳定性系数k0之间的相对关系，计算基础的弯矩高度h2；比较所述风载高度h1和所述弯矩高度h2，取大值作为基础高度h。可选地，所述侧土压力包括主动土压力和被动土压力，所述主动土压力根据下式计算得到：Eax＝1/2γ(2h0+h)hBKa；Eay＝1/2γ(2h0+h)hLKa；所述被动土压力根据下式计算得到：Epx＝1/2γ(2h0+h)hBKp；Epy＝1/2γ(2h0+h)hLKp；式中：Eax为X轴方向的主动土压力，Eay为Y轴方向的主动土压力；Epx为X轴方向的被动土压力，Epy为Y轴方向的被动土压力；γ为土容重，L为基础长度，B为基础宽度，h为基础高度，h0为法兰盘位于地面以下的高度；Ka为主动土压力系数，Kp被动土压力系数。可选地，所述主动土压力系数Ka根据下式计算得到：Ka＝tan2(45°-φ/2)；所述被动土压力系数Kp根据下式计算得到：Kp＝tan2(45°+φ/2)；式中：φ为等效内摩擦角。可选地，所述风载荷根据下式计算得到：FH＝1/2ρVg2CHAn式中：FH为风载荷，ρ为空气密度，Vg为静阵风风速，CH为风阻力系数，An为抗风面积。可选地，计算基础高度h根据下式计算得到：式中：N为所述基础重力表达式、所述立柱重力、所述悬臂重力的重力总和；M为风载荷相对于基础中心的所述风载弯矩、所述标志牌重力弯矩、所述侧土弯矩的弯矩总和，e0为外力作用点对基础重心轴的偏心距，s为截面重心至验算倾覆轴的距离，k0为基础抗倾覆稳定性系数。可选地，所述按照基础的长度、宽度和高度h制模并浇注基础，其中，立柱底部的法兰盘埋设于地面以下。本专利技术提供了一种道路标志牌基础设计方法，根据实地情况确定基础的长度和宽度，并预设基础高度为h，基础高度h为未知量，根据基础的尺寸得到基础的基础重力表达式；并计算基础的侧土压力和侧土压力相对于基础的侧土弯矩；根据立柱和悬臂的尺寸计算立柱重力和悬臂重力和风载荷，得到悬臂重力弯矩和风载弯矩；分别根据X轴方向与Y轴方向的风载弯矩、侧土弯矩的弯矩总和基础重力表达式、立柱重力、悬臂重力的重力总和之间的比值与稳定性系数k0之间的相对关系，计算基础的风载高度h1和弯矩高度h2；风载高度h1和弯矩高度h2取较大值作为基础高度h。本专利技术还考虑了侧土压力产生的侧土弯矩，也即计算时考虑基础所受的约束条件更多，能够承受更大的风载荷，该方法考虑的约束条件更接近于现实情况，可以准确地反映实际情况，在合理地满足抗倾覆要求基础上，避免资源浪费。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术道路标志牌基础设计方法的逻辑框图；图2为单柱式标志牌的受力分析图；图3为悬臂式标志牌的受力分析图；图4为路灯的受力分析图。具体实施方式本专利技术的核心在于提供一种道路标志牌基础设计方法，合理地满足抗倾覆要求，避免资源浪费。为了使本领域的技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面将结合附图及具体的实施方式，对本专利技术的道路标志牌基础设计方法进行详细的介绍说明。本专利技术提供一种道路标志牌基础设计方法，具体包括以下步骤：S1、确定基础的长度和宽度，并预设基础高度为h；立柱一般埋设在机非分隔带或人行道中，基础的长度和宽度由实地情况确定；基础高度h为需要计算的未知量。在本专利技术思想的前提下，也可先确定基础的长度或宽度中的一个值以及确定基础高度，计算长度或宽度中的另一个值。S2、根据基础的长度、宽度和基础高度h得到基础的基础重力表达式；基础的长度和宽度为确定的已知量，高度h为未知量，由此可得基础的体积，由体积和基础的密度得到基础的重力表达式，式中仅基础高度h为未知量。S3、计算基础的侧土压力，并计算侧土压力相对于基础的侧土弯矩；侧土压力指土体作用在构筑物上的力，侧土压力可对基础产生弯矩，由基础的尺寸和土质自身的特性计算侧土压力以及侧土压力产生的侧土弯矩。S4、确定立柱和悬臂的尺寸；立柱和悬臂的尺寸为设计时确定的已知数值，立柱和悬臂通常为设计手册确定的标准数值，悬臂包括标志牌和固定标志牌的横杆等偏心构件，由尺寸数值可计算立柱和悬臂的体积。S5、计算立柱重力和悬臂重力；计算立柱和悬臂承受的风载荷；立柱重力由立柱的体积和密度计算得到，悬臂重力由标志牌和横杆等偏心构件的体积和密度计算得到；风载荷是立柱和悬臂所受的风吹作用力。需要注意的是，这里所指的立柱仅指竖直部分，立柱呈竖向延伸，位于基础的正上方，不对基础产生弯矩；悬臂结构与立柱的重心不在同一竖直线上，对基础产生弯矩。S6、计算悬臂重力相对于基础的悬臂重力弯矩，计算风载荷相对于基础的风载弯矩；悬臂重力弯矩为悬臂在重力作用下对基础产生的弯矩，悬臂重力弯矩由悬臂重力与悬臂相对于基础的等效动力臂的乘积计算，可选取基础的中心；风载弯矩为风载荷吹动立柱和悬臂时对基础产生的弯矩，风载弯矩由风载荷与风载荷相对于基础的等效动力臂的乘积计算，可选取基础的中心。S7、确定抗倾覆稳定性系数k0；抗倾覆稳定性系数k0越大则基础越稳定。S8、根据X轴方向的风载弯矩、侧土弯矩的弯矩总和基础重力表达式、立柱重力、悬臂重力的重力总和之间的比值与稳定性系数k0之间的相对关系，计本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种道路标志牌基础设计方法，其特征在于，包括：确定基础的长度和宽度，并预设基础高度为h；根据基础的长度、宽度和基础高度h得到基础的基础重力表达式；计算基础的侧土压力，并计算所述侧土压力相对于基础的侧土弯矩；确定立柱和悬臂的尺寸；计算立柱重力和悬臂重力；计算立柱和悬臂承受的风载荷；计算悬臂重力相对于基础的悬臂重力弯矩，计算风载荷相对于基础的风载弯矩；确定抗倾覆稳定性系数k0；根据X轴方向的所述风载弯矩、所述侧土弯矩的弯矩总和所述基础重力表达式、所述立柱重力、所述悬臂重力的重力总和之间的比值与所述稳定性系数k0之间的相对关系，计算基础的风载高度h1；根据Y轴方向的所述风载弯矩、所述悬臂重力弯矩、所述侧土弯矩的弯矩总和所述基础重力表达式、所述立柱重力、所述悬臂重力的重力总和之间的比值与所述稳定性系数k0之间的相对关系，计算基础的弯矩高度h2；比较所述风载高度h1和所述弯矩高度h2，取大值作为基础高度h。

【技术特征摘要】
1.一种道路标志牌基础设计方法，其特征在于，包括：确定基础的长度和宽度，并预设基础高度为h；根据基础的长度、宽度和基础高度h得到基础的基础重力表达式；计算基础的侧土压力，并计算所述侧土压力相对于基础的侧土弯矩；确定立柱和悬臂的尺寸；计算立柱重力和悬臂重力；计算立柱和悬臂承受的风载荷；计算悬臂重力相对于基础的悬臂重力弯矩，计算风载荷相对于基础的风载弯矩；确定抗倾覆稳定性系数k0；根据X轴方向的所述风载弯矩、所述侧土弯矩的弯矩总和所述基础重力表达式、所述立柱重力、所述悬臂重力的重力总和之间的比值与所述稳定性系数k0之间的相对关系，计算基础的风载高度h1；根据Y轴方向的所述风载弯矩、所述悬臂重力弯矩、所述侧土弯矩的弯矩总和所述基础重力表达式、所述立柱重力、所述悬臂重力的重力总和之间的比值与所述稳定性系数k0之间的相对关系，计算基础的弯矩高度h2；比较所述风载高度h1和所述弯矩高度h2，取大值作为基础高度h。2.根据权利要求1所述的道路标志牌基础设计方法，其特征在于，所述侧土压力包括主动土压力和被动土压力，所述主动土压力根据下式计算得到：Eax＝1/2γ(2h0+h)hBKa；Eay＝1/2γ(2h0+h)hLKa；所述被动土压力根据下式计算得到：Epx＝1/2γ(2h0+h)hBKp；Epy＝1/2γ(2h0+h)hLKp；式中：Eax为X轴方...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘江波，叶娟，周师凯，周磊，方敏，唐道帅，刘芹，林仕渊，
申请(专利权)人：海口市市政工程设计研究院，
类型：发明
国别省市：海南,46