[分享]桥梁护栏计算:防护等级为SB混凝土护栏

发表于2020-11-27     52人浏览     1人跟帖     总热度:209  

桥梁护栏计算:防护等级为SB的混凝土护栏

防护等级为SB的护栏为例,说明桥梁混凝土护栏和桥面板的承载能力验算方法。

桥梁护栏计算:防护等级为SB混凝土护栏_1

钢筋混凝土受弯构件承载力计算方法


一般情况下,钢筋混凝土桥梁护栏的迎撞面和背面均配有钢筋,护栏关于桥梁纵轴的弯曲承载力矩Mc和护栏关于其竖向轴的弯曲承载力矩Mw,参照《钢筋混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)及《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG 3362—2018)关于单筋矩形截面正截面承载力计算的原理和方法计算。

1 计算公式

桥梁护栏计算:防护等级为SB混凝土护栏_2

桥梁护栏计算:防护等级为SB混凝土护栏_3桥梁护栏计算:防护等级为SB混凝土护栏_4

桥梁护栏计算:防护等级为SB混凝土护栏_5


2 截面校核

承载力校核时,截面的弯矩设计值M、截面尺寸b×h、钢筋种类、混凝土的强度等级、受拉钢筋截面面积As已知的,按照以下步骤,确定截面能否抵抗弯矩设计值:

桥梁护栏计算:防护等级为SB混凝土护栏_6


 材料

1   强度

结合实车碰撞试验经验和屈服线理论,本算例选用材料的标准值进行计算。护栏钢筋选用HRB335(原II级)钢筋,钢筋屈服强度标准值fsk=335MPa;护栏混凝土选用C30混凝土,混凝土轴心抗压强度标准值fck=20.1Mpa。

2   钢筋规格

护栏配筋中,①号钢筋为承受护栏关于桥梁纵轴碰撞力弯矩的受力筋,②号钢筋为承受护栏关于其竖向轴碰撞力弯矩的受力筋。

①号钢筋:S1=201.1mm2,d=16mm,护栏标准段①号钢筋间距200mm;

②号钢筋:S2=113.1mm2,d=12mm,护栏标准段②号钢筋间距200mm。


根据《公路交通安全设施设计细则》(JTG/T D81-2017)表3.5.4的规定,SB级碰撞荷载标准值Ft=350kN,荷载分布长度Lt=2.4m。


护栏关于桥梁纵轴的弯曲承载力矩Mc


1   各断面Mc的计算

由于护栏竖向断面为不规则断面,因此将护栏按照图B.1.4-1划分为1-1、2-2和3-3断面,进行计算。

桥梁护栏计算:防护等级为SB混凝土护栏_7

桥梁护栏计算:防护等级为SB混凝土护栏_8

桥梁护栏计算:防护等级为SB混凝土护栏_9

桥梁护栏计算:防护等级为SB混凝土护栏_10桥梁护栏计算:防护等级为SB混凝土护栏_11


2   护栏发生碰撞破坏的可能形式

桥梁护栏计算:防护等级为SB混凝土护栏_12

3   计算Mc平均值

桥梁护栏计算:防护等级为SB混凝土护栏_13

桥梁护栏计算:防护等级为SB混凝土护栏_14

护栏顶部除 Mw 之外的横梁附加弯曲承载力矩Mb

因护栏顶部无横梁,因此Mb = 0。


护栏关于其竖向轴的弯曲承载力矩Mw

将该断面分为三部分,分别计算每部分关于其竖向轴的弯曲承载力矩。

桥梁护栏计算:防护等级为SB混凝土护栏_15

桥梁护栏计算:防护等级为SB混凝土护栏_16

桥梁护栏计算:防护等级为SB混凝土护栏_17

桥梁护栏计算:防护等级为SB混凝土护栏_18

桥梁护栏计算:防护等级为SB混凝土护栏_19桥梁护栏计算:防护等级为SB混凝土护栏_20桥梁护栏计算:防护等级为SB混凝土护栏_21

计算中部和底部的弯曲承载力矩Mw时规定如下:

《公路交通安全设施设计细则》(JTG/T D81-2017)中规定的公式是以正、负弯矩相等为基础的。对于碰撞发生在护栏标准段时,可采用正、负弯矩的平均值;碰撞发生在护栏端部或伸缩缝处时,需要采用引起护栏面一侧产生拉力的弯矩,即正弯矩。


护栏的总的横向承载能力Rw

桥梁护栏计算:防护等级为SB混凝土护栏_22桥梁护栏计算:防护等级为SB混凝土护栏_23桥梁护栏计算:防护等级为SB混凝土护栏_24

桥梁护栏计算:防护等级为SB混凝土护栏_25

桥梁护栏计算:防护等级为SB混凝土护栏_26桥梁护栏计算:防护等级为SB混凝土护栏_27桥梁护栏计算:防护等级为SB混凝土护栏_28

护栏的总的横向承载能力Rw取两种模式中的较小值322.61(kN)350kN

位于端部或伸缩缝处的护栏需要提高承载能力,或者是否可能适当降低其防护水平。


桥面板悬臂设计

1  桥面板悬臂设计

桥面板悬臂设计详图如图B.1.8-1所示,悬挑长度1040mm,悬臂板厚200mm。

桥梁护栏计算:防护等级为SB混凝土护栏_29桥梁护栏计算:防护等级为SB混凝土护栏_30

2   桥面板悬臂设计状态I

状态I计算简图如图B.1.8-2所示。

桥梁护栏计算:防护等级为SB混凝土护栏_31

将上部横向碰撞力下移到桥面板,对于悬臂板任意截面,其受力体系如下图所示:

桥梁护栏计算:防护等级为SB混凝土护栏_32桥梁护栏计算:防护等级为SB混凝土护栏_33桥梁护栏计算:防护等级为SB混凝土护栏_34桥梁护栏计算:防护等级为SB混凝土护栏_35桥梁护栏计算:防护等级为SB混凝土护栏_36桥梁护栏计算:防护等级为SB混凝土护栏_37桥梁护栏计算:防护等级为SB混凝土护栏_38桥梁护栏计算:防护等级为SB混凝土护栏_39桥梁护栏计算:防护等级为SB混凝土护栏_40桥梁护栏计算:防护等级为SB混凝土护栏_41桥梁护栏计算:防护等级为SB混凝土护栏_42桥梁护栏计算:防护等级为SB混凝土护栏_43桥梁护栏计算:防护等级为SB混凝土护栏_44

结论:

计算结果表明,本桥梁混凝土护栏能够满足SB级防护性能要求(状态Ⅲ未考虑)。


===========

推荐:

《桥梁施工图设计训练营》,培养懂计算的桥梁设计师

点击查看https://edu.zhulong.com/lesson/5543-1.html

桥梁护栏计算:防护等级为SB混凝土护栏_45

.

钢管拱桥设计

https://edu.zhulong.com/lesson/8290-1.html

钢结构桥梁设计

https://edu.zhulong.com/lesson/9271-1.html

涵洞设计

https://edu.zhulong.com/lesson/8482-1.html

.

.

.

.

.

扫码加入筑龙学社  ·  路桥市政微信群 为您优选精品资料,扫码免费领取
分享至

分享到微信朋友圈 ×

打开微信"扫一扫",扫描上方二维码
请点击右上角按钮 ,选择 

 发表于2020-11-27   |  只看该作者      

2

防护等级为SB的混凝土护栏计算

恭喜您已成功认证筑龙E会员 点击“下载附件”即可
分享
福利
加入微信交流群
精品资料,免费课程
2/20