城市道路悬臂式交通杆件结构设计（论文）.pdf

·24· 城市道路人、车流量大，悬臂式交通杆件的结 构安全与人们的生命财产安全息息相关。然而交通杆 件的投资在道路附属设施中占比很小，以往大多是厂 家、施工单位按经验、惯例进行设计施工。近年来， 建设流程逐渐规范，新建的交通杆件结构设计图纸多 数由有相应资质的设计院出具。但是目前交通杆件结 构设计的相关国家标准和规范要求比较少，各院出具 的图纸对受力模型、安全系数的理解不一致，缺乏统 一标准。 交通杆件所承受的荷载包括永久荷载和可变荷 载。永久荷载即交通杆件、挂载设备的自重；可变荷 载主要是风荷载。对于悬臂式交通杆件的立杆，其会 同时受到压力、弯矩、剪力和扭矩的作用。目前，压 弯构件的承载力计算方法已经很成熟，各国规范中都 有着明确的规定 [1–2] 。而对于压弯扭构件的承载力， 我国学者的研究比较少，GB 50017—2017 《钢结构 城市道路悬臂式交通杆件结构设计 朱　敏 （湖南省邮电规划设计院有限公司，长沙　410000） 　　 ［摘　要 ］ 常见悬臂式交通杆件有L 形、T形、F形等，在常规交通杆件设计中，往往会忽略悬臂带来 的扭矩影响，将立杆简化为压弯构件设计。随着城市的快速发展，城市道路不断拓宽，承载的功能不断增 加，悬臂式交通杆件的横臂长度、挂载设备的数量和重量均出现了大幅的提升，立杆的受扭问题变得不容 忽视。基于此，采用 3D3S建模，选用不同横臂长度的 L形杆进行分析，对比扭矩在截面设计中的影响。结 果发现，当横臂长度大于10m时，扭矩对截面应力比的提升幅度达到了20%，在设计中应予以充分重视。该 研究结果对结构设计具有一定的指导意义。 　　 ［关键词 ］ 悬臂式交通杆件；受扭杆件；应力比 　　 ［中图分类号］  U 417；TU 99 　　　　［文献标志码］  A　　　　　［文章编号］  1001 -523X （2022 ）06-0024 -03 STRUCTURAL DESIGN OF CANTILEVER TRAFFIC RODS ON URBAN ROADS Zhu Min 　　 ［ Abstract ］ Common cantilevered traffic rods are L-shaped, T-shaped, F-shaped, etc. In the design of conventional traffic rods, the torque effect brought by the cantilever is often ignored, and the vertical rod is simplified as a bending member design. With the rapid development of the city, the urban roads are continuously widened, and the load-bearing functions are continuously increased. The length of the cross arm of the cantilever traffic pole, the quantity and weight of the mounted equipment have all increased significantly, and the problem of torsion of the pole has become impossible to ignore. Based on the above, 3D3S modeling is adopted, and L-shaped rods with different transverse arm lengths are selected for analysis, and the influence of torque on section design is compared. It is found that when the length of the cross arm is greater than 10-m, the increase of the torque-to-section stress ratio reaches 20%, which should be fully paid attention to in the design. The results of this study have certain guiding significance for structural design. 　　 ［Keywords ］ cantilever traffic member ；torsion member；stress ratio 设计标准》（以下简称《钢标》）中也只有压弯构 件的强度及稳定性计算，未列入受扭杆件设计内容。 3D3S等设计软件计算的截面内力中包含了扭矩，但 是在截面验算时，套用的是压弯构件的强度及稳定性 验算，忽略了扭矩 [3]。 随着城市的发展，道路拓宽，智慧合杆的需求日 益增加 [4]，悬臂式交通杆件的扭矩明显增大，因此， 有必要对扭矩是否会影响杆件结构安全进行分析。本 文拟选用不同横臂长度的L 形杆件，采用3D3S建模， 得到立杆截面内力，按《钢标》第 8章进行压弯截面 验算，按天津大学韩庆华提出的压弯扭共同作用下闭 口截面构件弯矩作用平面内承载力设计公式进行压弯 扭截面验算 [5]，分析扭矩对悬臂立杆的承载力影响。 1　算例计算 选用常用电子警察杆规格，立杆高度6.5m，横臂 长度4~18 m不等，立杆和横臂均为八角杆，立杆挂载 设备机箱 1个，横臂根据横臂长度挂载机动车违法抓 收稿日期 ：2022–02–25 作者简介 ：朱敏（1991—），女，湖南长沙人，工程师，主要研究方向 为结构设计。 股0}@?@? 建 筑 技 术 开 发 Architectural Design Building Technology Development 第49第 6期 2022?38 · 25· 拍单元和LED补光灯。违法抓拍单元按一台覆盖3个 车道设计，每个车道配备1个LED补光灯。 悬臂式交通杆件的立杆示意如图1所示，图2为风 荷载下L杆（横臂12 m）模型示意。 横臂规格和挂载情况见表1。 补光灯 抓抬单元 4~12 m 91.5° 300 6 500 6 200 2 500 设备 机箱 图1　L杆示意 Py=0