上次课主要内容总结上次课主要内容总结一、交通标志要素一、交通标志要素颜色颜色形状形状图形图形二、交通标志二、交通标志 1 1、主标志、主标志 指路标志指路标志 警告标志警告标志 禁止标志禁止标志 指示标志指示标志2 2、辅助标志、辅助标志 单独使用意义不全，与主标志配合使用。单独使用意义不全，与主标志配合使用。三、交通标志设置原则三、交通标志设置原则整体性整体性服务性服务性重复性重复性合理性合理性明确性明确性统一性统一性法律性法律性其他其他四、交通标志四、交通标志的布设、安装的布设、安装 任何类型的交通标志都是实体，根据任何类型的交通标志都是实体，根据标志标志标线标线设置规则布置于道路的适当位置。设置规则布置于道路的适当位置。交通标交通标志的固定、安装形式是设计的重要内容。志的固定、安装形式是设计的重要内容。强度要求强度要求 安全、美观、明显、合理，达到使用年限。安全、美观、明显、合理，达到使用年限。位置要求位置要求 标志设置的着地点不能侵入公路建筑界限之标志设置的着地点不能侵入公路建筑界限之内，也不能超出道路征地界线之外；标志下缘离内，也不能超出道路征地界线之外；标志下缘离地面最小高度为地面最小高度为1 1米；大型、巨型标志进入公路米；大型、巨型标志进入公路上空时，下部高度大于道路设计通车限高。上空时，下部高度大于道路设计通车限高。各类交通标志安装实例各类交通标志安装实例小型标志，安装小型标志，安装于道路右侧上方于道路右侧上方大大型型标标志志注注意意不不能能侵侵入入道道路路上上空空注意巨型标注意巨型标志下部高度志下部高度单柱式支撑单柱式支撑双柱式支撑双柱式支撑1 1、设置设置方式方式(1)(1)立柱式结构立柱式结构 立柱式结构立柱式结构分单柱、双柱两分单柱、双柱两种基本形式。种基本形式。 道路建筑道路建筑道路界线道路界线边边坡坡 长方形的指示标志长方形的指示标志或内容单一、信息量少或内容单一、信息量少的指路标志安装在两根的指路标志安装在两根立柱上，即采用双柱式，立柱上，即采用双柱式，如图右所示。如图右所示。 大型标志大型标志多为指路、指多为指路、指示标志，由于示标志，由于风阻面积大，风阻面积大，用双柱增加安用双柱增加安装的稳定性。装的稳定性。安装要点安装要点单柱式适合与小型、中型标志；双柱式用于单柱式适合与小型、中型标志；双柱式用于大型标志，大多数情况设置于道路右侧。大型标志，大多数情况设置于道路右侧。注意高度、宽度的尺寸限制注意高度、宽度的尺寸限制主标志主标志 大型汽车反光镜横向尺寸小于25厘米。辅标志辅标志 车道净空。车道净空。具体车道有具体车道有确定的设计确定的设计高度要求。高度要求。悬臂式支撑有悬臂式支撑有单边、对称两种单边、对称两种（2 2）悬臂式悬臂式 应用场合应用场合 柱式安装有困难柱式安装有困难 道路较宽、交通量大道路较宽、交通量大 视距受限视距受限 景观需求景观需求中央隔离区悬臂式标志牌安装于悬臂上，如图所示。悬臂式标志牌安装于悬臂上，如图所示。 标志下缘离地面的高度，标志下缘离地面的高度，不应低于不应低于550cm550cm并应考虑路面并应考虑路面维修增高的因素；维修增高的因素； 适用于：适用于：柱式安装有困难柱式安装有困难、道路较宽、交通量较大、道路较宽、交通量较大、外侧车道大型车辆阻挡内侧车道小型车辆视线外侧车道大型车辆阻挡内侧车道小型车辆视线、视距受限视距受限制及景观上有要求的场合制及景观上有要求的场合。另外，。另外，信息量多、导向沿线重信息量多、导向沿线重要地点的指路标志也应采用悬臂式要地点的指路标志也应采用悬臂式。 安装要点安装要点用于上述场合大型标志，安装基础要求与单用于上述场合大型标志，安装基础要求与单 立柱式相似，但结构尺寸增加；立柱式相似，但结构尺寸增加；由于标志尺寸大，相应风阻面积很大，结构由于标志尺寸大，相应风阻面积很大，结构 设计时注意强度校核，特别是悬臂式构造；设计时注意强度校核，特别是悬臂式构造； （目前缺少较为成熟的设计规范）（目前缺少较为成熟的设计规范）注意标志下部高度尺寸选择。注意标志下部高度尺寸选择。设计限高与检测设计限高与检测中央中央隔离隔离悬悬臂臂构构造造树木树木悬臂构造悬臂构造可变标志可变标志（3 3）龙门式龙门式 龙门式构造用于龙门式构造用于巨型交通标志巨型交通标志安装，可专安装，可专门设计门架或利用现有天桥等道路设施，是城门设计门架或利用现有天桥等道路设施，是城市交通要道、高速公路常用的形式之一。市交通要道、高速公路常用的形式之一。适用场合适用场合 单向三车道（及以上）说明各车道功能、去向；单向三车道（及以上）说明各车道功能、去向； 道路宽阔、流量大、车型混杂；道路宽阔、流量大、车型混杂； 互通立交，标志混杂、密集处；互通立交，标志混杂、密集处； 空间限制，无法采用立柱、悬臂结构空间限制，无法采用立柱、悬臂结构 车道变换频繁，出口匝道多车道；车道变换频繁，出口匝道多车道； 景观要求。景观要求。标志牌安装在门架上，如图所示。标志牌安装在门架上，如图所示。 标志下缘距路面的高度，至少按该道标志下缘距路面的高度，至少按该道路规定的净空高度设置，一般应大于路规定的净空高度设置，一般应大于600cm600cm。门式结构多用于门式结构多用于路面开阔、标志密集、路面开阔、标志密集、车道变换车道变换的场合的场合指路标志指路标志禁令标志禁令标志多车道空间要求多车道空间要求龙门式结构龙门式结构龙门式实例龙门式实例行车与检测行车与检测可变信息标志可变信息标志可变标志可变标志可变信息标志可变信息标志 借助道路附近构筑物、其他交通工程设施等做支撑进借助道路附近构筑物、其他交通工程设施等做支撑进行交通标志的安装。行交通标志的安装。高度高度离路肩离路肩距离距离附着于附着于照明设施照明设施悬臂式安装悬臂式安装指路标志附着于沿途与指路标志附着于沿途与行驶方向垂直的立交桥、行驶方向垂直的立交桥、行人天桥等构筑物。行人天桥等构筑物。4 4、附着式、附着式2、设置位置、设置位置 ( (1)1)横向与竖向位置横向与竖向位置 在横向上，各种安装形式的标志都应该满足建筑限界的规定。在横向上，各种安装形式的标志都应该满足建筑限界的规定。 路侧路侧安装的标志一般均设在道路的土路肩以外，标志板内缘安装的标志一般均设在道路的土路肩以外，标志板内缘距路肩边缘距路肩边缘不得小于不得小于0.25m0.25m。一般情况下，标志牌下缘距路面的。一般情况下，标志牌下缘距路面的高度为高度为1.01.02.5m2.5m，在人行道的宽度对行人交通量显得十分紧张，在人行道的宽度对行人交通量显得十分紧张的地方，或人行道宽度小于的地方，或人行道宽度小于1.5m1.5m、自行车道小于、自行车道小于2.0m2.0m时，为了减时，为了减少设置标志对人、自行车通行的障碍，标志的设置高度应大于少设置标志对人、自行车通行的障碍，标志的设置高度应大于2.5m2.5m。 一般道路，一般道路，悬臂式悬臂式安装标志下缘到路面的净空高度必须确保安装标志下缘到路面的净空高度必须确保在在4.5m4.5m以上以上，高速公路的净空高度必须确保在，高速公路的净空高度必须确保在5.0m5.0m以上以上。考虑到。考虑到施工误差，标志板变形下垂，路面加罩面等因素，一般需留一定施工误差，标志板变形下垂，路面加罩面等因素，一般需留一定余量。余量。 5.55.5m m(2)(2)纵向位置纵向位置 驾驶员在读取标志信息时，要经历标志的发现、认读、理驾驶员在读取标志信息时，要经历标志的发现、认读、理解和行动等过程，在判断标志并采取相应行动的过程中需要花解和行动等过程，在判断标志并采取相应行动的过程中需要花费一定的时间，行驶一定的距离。因此，在确定标志的纵向设费一定的时间，行驶一定的距离。因此，在确定标志的纵向设置位置时，应当考虑驾驶员的行动特性。置位置时，应当考虑驾驶员的行动特性。认读距离认读距离前置距离前置距离Km视认总距离视认总距离判断距离判断距离行动距离行动距离 道路标志的位置应根据标志的类别分别计算确定，应充道路标志的位置应根据标志的类别分别计算确定，应充分考虑道路使用者对标志分考虑道路使用者对标志感知、识别理解、行动的特性，感知、识别理解、行动的特性，根据根据速度和反应时间确定合适的设置地点。速度和反应时间确定合适的设置地点。认读距离认读距离前置距离前置距离Km视认总距离视认总距离判断距离判断距离行动距离行动距离S-S-视认距离，从始读点视认距离，从始读点B B到标志到标志S S的距离；的距离；L-L-行动距离，从行动点行动距离，从行动点D D到动作完成点到动作完成点F F的距离；的距离；- -判断距离，从读完点判断距离，从读完点C C到行动点到行动点D D的距离；的距离；l-l-认读距离，从始读点认读距离，从始读点B B到读完点到读完点C C的距离；的距离；- -判定距离，从读完点判定距离，从读完点C C到标志点到标志点S S的距离；的距离；m-m-消失距离，从消失点消失距离，从消失点E E到标志到标志S S的距离；的距离；D-D-前置距离，从标志设置点前置距离，从标志设置点S S到行动完成点到行动完成点F F的距离。的距离。S-S-视认距离，从始读点视认距离，从始读点B B到标志到标志S S的距离；的距离；L-L-行动距离，从行动点行动距离，从行动点D D到动作完成点到动作完成点F F的距离；的距离；- -判断距离，从读完点判断距离，从读完点C C到行动点到行动点D D的距离；的距离；l-l-认读距离，从始读点认读距离，从始读点B B到读完点到读完点C C的距离；的距离；- -判定距离，从读完点判定距离，从读完点C C到标志点到标志点S S的距离；的距离；m-m-消失距离，从消失点消失距离，从消失点E E到标志到标志S S的距离；的距离；D-D-前置距离，从标志设置点前置距离，从标志设置点S S到行动完成点到行动完成点F F的距离。的距离。认读距离认读距离前置距离前置距离Km视认总距离视认总距离判断距离判断距离行动距离行动距离标志的设置地点必须标志的设置地点必须满足满足KK，即标志的，即标志的判定距离必须大于消判定距离必须大于消失距离，否则，驾驶失距离，否则，驾驶人将不能从容读完标人将不能从容读完标志。志。 3、安装角度、安装角度 路侧式标志应尽量减少标志板面对驾驶员的眩光，板面应尽路侧式标志应尽量减少标志板面对驾驶员的眩光，板面应尽可能与道路中线垂直或成一定角度，可能与道路中线垂直或成一定角度，一般禁令或指示标志为一般禁令或指示标志为0 04545, ,指路和警告标志为指路和警告标志为0 01010，道路上方的标志应与道路中心道路上方的标志应与道路中心线垂直并与道路垂直线成线垂直并与道路垂直线成0 01010俯角俯角。如图所示。如图所示。 4 4、标志板并设、标志板并设 驾驶员在驾驶过程中读取标志信息，在极短的时间内理解驾驶员在驾驶过程中读取标志信息，在极短的时间内理解含义、作出判断、并采取行动。但是，多块标志并设在一起会含义、作出判断、并采取行动。但是，多块标志并设在一起会增加驾驶员的负担，如果信息过载，有可能导致有的标志不能增加驾驶员的负担，如果信息过载，有可能导致有的标志不能发挥应有的效用，因此，交通标志要避免并设。发挥应有的效用，因此，交通标志要避免并设。 同种类型的标志，特别是同种类型的标志，特别是警告标志警告标志，原则上不应，原则上不应并设并设。但。但在下述两种情况下可考虑标志的并设：在下述两种情况下可考虑标志的并设： 原有道路标志附近需要原有道路标志附近需要增设新的标志增设新的标志，或需新，或需新增设两块增设两块以上标志时；以上标志时； 由于道路构造上的原因，需要进行由于道路构造上的原因，需要进行交通限制交通限制，必须把警，必须把警告标志和禁令标志并设时：告标志和禁令标志并设时：路侧式标志并设时，采用上下安装时，不宜超过路侧式标志并设时，采用上下安装时，不宜超过两层两层，如果在一根立柱上并设三块标志时，应采用如果在一根立柱上并设三块标志时，应采用“品品”字形字形布布置，且按标志重要程度，由上到下、由左到右布置。置，且按标志重要程度，由上到下、由左到右布置。对于悬臂式或门式标志，若是指路标志，则按标志的重对于悬臂式或门式标志，若是指路标志，则按标志的重要性自道路的内侧向外侧依次布置；要性自道路的内侧向外侧依次布置；专指某车道的去向或指明为专用车道，则各标志应设在专指某车道的去向或指明为专用车道，则各标志应设在与其对应的车道的上方，如果与其他种类标志并设，则其与其对应的车道的上方，如果与其他种类标志并设，则其他标志应设在最右端。他标志应设在最右端。有辅助标志的主标志与有辅助标志的主标志与没有辅助标志的标志并设没有辅助标志的标志并设时，应如图所示安装。时，应如图所示安装。辅助标志须安装在被说辅助标志须安装在被说明的主标志下缘，只对该明的主标志下缘，只对该标志起说明作用。标志起说明作用。当需要两种以上内容对当需要两种以上内容对主标志进行说明时，可采主标志进行说明时，可采用组合形式，但组合的内用组合形式，但组合的内容不应多于三种。容不应多于三种。标志板与标志板之间安标志板与标志板之间安装间距应不大于装间距应不大于2cm2cm，如下，如下图所示。图所示。在立柱两侧分别安装标志在立柱两侧分别安装标志板时，其横向间距为立柱板时，其横向间距为立柱直径的直径的1 13 3倍如上图倍如上图a)a)所所示。示。标志分别安装在同一根悬标志分别安装在同一根悬臂式标杆的悬臂部分和立臂式标杆的悬臂部分和立柱上时，安装间距不受此柱上时，安装间距不受此限。限。当两个同向单设标志的当两个同向单设标志的间距小于间距小于5050米时，宜将标米时，宜将标志合并设置。志合并设置。道路交通标志实例介绍道路交通标志实例介绍高速公路交通标志的布设高速公路交通标志的布设一级公路与二级及二级以一级公路与二级及二级以下公路交叉口标志设置下公路交叉口标志设置单行路标志设置示例单行路标志设置示例环形交叉路口指路环形交叉路口指路标志设置标志设置环形交叉路口指环形交叉路口指路标志设置路标志设置五、交通标志的构造五、交通标志的构造 结构设计首先应完成具体结构形式的构思，结构设计首先应完成具体结构形式的构思，包括选用的包括选用的形状、尺寸、材料、表面处理、制造形状、尺寸、材料、表面处理、制造安装工艺安装工艺等问题。等问题。1 1、材料选用、材料选用 由于交通标志绝大多数是室外安装，材料选择由于交通标志绝大多数是室外安装，材料选择必须考虑必须考虑温度、湿度、风力温度、湿度、风力等影响。等影响。常用标志面板材料常用标志面板材料 铝合金类铝合金类（板材、型材）（板材、型材） 合成树脂类合成树脂类 （塑料、硬质聚氯乙稀、玻璃钢等）（塑料、硬质聚氯乙稀、玻璃钢等）材料性能互补问题材料性能互补问题 铝合金、非金属两类薄板材料的缺陷是综铝合金、非金属两类薄板材料的缺陷是综合机械性能合机械性能（强度、韧性、刚性、延伸率等）（强度、韧性、刚性、延伸率等）方面较弱。方面较弱。 由于自重、风力、其他干扰力的作用，交由于自重、风力、其他干扰力的作用，交通标志整体结构应进行加强。通标志整体结构应进行加强。 采用各类冷扎、热扎金属型材采用各类冷扎、热扎金属型材（角钢、槽（角钢、槽钢、工字钢等）钢、工字钢等）加固，以确保使用年限。加固，以确保使用年限。底板底板型材型材面板及加强措施常用支撑材料常用支撑材料各类型钢断面各类型钢断面基基座座螺螺栓栓连连接接 支撑材料包括钢框架、立柱、面板加强筋等，支撑材料包括钢框架、立柱、面板加强筋等，一般一般采用优质采用优质碳素结构钢型材。碳素结构钢型材。 如：根据具体需要，选择如：根据具体需要，选择圆钢管、方钢管、角圆钢管、方钢管、角钢、槽钢、扁钢、工字钢钢、槽钢、扁钢、工字钢等。等。连接结构、连接件连接结构、连接件 标志结构除焊接、铆接外，标志结构除焊接、铆接外，还在许多场合采用还在许多场合采用螺栓、螺母螺栓、螺母等标准件连接。等标准件连接。2 2、机械性能分析、机械性能分析 上述材料多为塑性材料，总体特征是可塑性能上述材料多为塑性材料，总体特征是可塑性能好，但强度、刚度偏小。好，但强度、刚度偏小。 强度：材料在承受荷载时抵抗破坏的能力强度：材料在承受荷载时抵抗破坏的能力 根据有关统计表明，交通标志材料强度应满足根据有关统计表明，交通标志材料强度应满足下列极限应力：下列极限应力： 抗拉极限强度应力抗拉极限强度应力b b 289.3 289.3 MpaMpa 抗拉极限屈服应力抗拉极限屈服应力s s 241.2 241.2 MpaMpa 延伸率：抵抗塑性变形的能力，用百分比表示。延伸率：抵抗塑性变形的能力，用百分比表示。 交通标志材料延伸率交通标志材料延伸率大于大于4 41010。铝合金底板材料截面尺寸铝合金底板材料截面尺寸3 3、标志板、型材尺寸参数、标志板、型材尺寸参数 板材厚度选用见教材板材厚度选用见教材P85P85表表4 46 6 厚度系列厚度系列1.51.5、2.02.0、（、（2.52.5）、）、3.03.0、3.53.5等，取至国等，取至国家有关标准板材优先数系。家有关标准板材优先数系。 型材厚度（用于加强、框架等）型材厚度（用于加强、框架等） 与建筑材料一样，标志底板所用型材已标准化。如与建筑材料一样，标志底板所用型材已标准化。如P84P84图图4 48 8所示，横截面形状、尺寸应根据标志牌尺寸大所示，横截面形状、尺寸应根据标志牌尺寸大小按系列选择，更大尺寸的一般采用拼接。小按系列选择，更大尺寸的一般采用拼接。4 4、标志牌成形工艺、标志牌成形工艺常用加工方法：常用加工方法： 焊接加强筋焊接加强筋 冷作冷作工艺（冲压、折弯等）工艺（冲压、折弯等） 各类型材各类型材（H H型钢、角钢、槽型钢、角钢、槽钢等）钢等）与面板的结合不但加强了与面板的结合不但加强了整体强度和刚性，同时也是安装整体强度和刚性，同时也是安装（与立柱等支撑的连接）（与立柱等支撑的连接）时的结时的结构需求。构需求。 折边的形状参见折边的形状参见P85P85图图4 49 9 尺寸详见尺寸详见标志标线标志标线5 5、表面处理、表面处理 金属材料在自然环境下极易产生表面氧化、金属材料在自然环境下极易产生表面氧化、盐蚀等破坏，严重影响设计的使用年限。盐蚀等破坏，严重影响设计的使用年限。 常规处理：表面涂覆常规处理：表面涂覆 喷漆、喷塑等非金属覆盖工艺喷漆、喷塑等非金属覆盖工艺 表面化学处理（表面氧化等）表面化学处理（表面氧化等） 电镀（铬、锌等金属层覆盖）电镀（铬、锌等金属层覆盖） 金属铝在常温下产生坚硬的金属铝在常温下产生坚硬的三氧化二铝三氧化二铝稳稳定层，因此定层，因此铝合金铝合金材料可直接使用。材料可直接使用。6、结构固定与基础设置、结构固定与基础设置 交通标志将以一定的固定形式设置于道路，连交通标志将以一定的固定形式设置于道路，连接环节包括：接环节包括： 面板加强结构连接面板加强结构连接 面板与支架间固定面板与支架间固定 支架之间、支架与立柱之间固定支架之间、支架与立柱之间固定 立柱与基础连接立柱与基础连接 交通标志基础固定的主要方式，一般采用型交通标志基础固定的主要方式，一般采用型材、钢筋混凝土基础；部分临时标志还可以采用材、钢筋混凝土基础；部分临时标志还可以采用木材等材料。木材等材料。钢筋混凝土基础钢筋混凝土基础 不同尺寸标志承受的荷载大小不等，立柱连不同尺寸标志承受的荷载大小不等，立柱连接多采用浇注混凝土或钢筋混凝土基础。接多采用浇注混凝土或钢筋混凝土基础。如下图所示：如下图所示：混凝土预埋件螺栓连接混凝土预埋件螺栓连接立柱立柱预埋件预埋件混凝土基础混凝土基础边坡硬土边坡硬土基基础础连连接接图图思考题思考题WHY 1 1、交通标志的安装主要形式有哪几类？详、交通标志的安装主要形式有哪几类？详细叙述悬臂式结构的使用细叙述悬臂式结构的使用场合场合、注意事项等。、注意事项等。 2 2、交通标志构造应考虑哪几方面的问题？、交通标志构造应考虑哪几方面的问题？课课主要内容总结主要内容总结一、交通标志的安装形式一、交通标志的安装形式1 1、立柱式：、立柱式：单柱式单柱式双柱式双柱式2 2、悬臂式：、悬臂式：单臂式单臂式对称式对称式3 3、龙门式、龙门式二、交通标志构造要素二、交通标志构造要素 1 1、材料、材料 2 2、机械性能、机械性能 3 3、尺寸规格、尺寸规格4 4、成形工艺、成形工艺 5 5、表面处理、表面处理6 6、连接与固定形式、连接与固定形式六、交通标志结构设计六、交通标志结构设计（一）（一） 结构设计结构设计 充分考虑结构自重和外界作用的影响，对各充分考虑结构自重和外界作用的影响，对各类标志结构进行参数设计和验算。类标志结构进行参数设计和验算。1 1、结构设计内容、结构设计内容 强度设计与校核强度设计与校核 变形设计与校核变形设计与校核 基础设计与校核基础设计与校核 自然环境中风载的作用是主要的，对于大自然环境中风载的作用是主要的，对于大型结构，如龙门，还要考虑自重；对于小型结型结构，如龙门，还要考虑自重；对于小型结构，如单柱式，自重可忽略，但由于比较单薄，构，如单柱式，自重可忽略，但由于比较单薄，要考虑结构的变形。要考虑结构的变形。2、结构设计的要求、结构设计的要求 外荷载作用下保持强度、刚度、稳定性外荷载作用下保持强度、刚度、稳定性 宏伟壮观、美观协调宏伟壮观、美观协调3 3、结构设计的假设、结构设计的假设 荷载的垂直性荷载的垂直性 荷载的均匀性荷载的均匀性 结构的均匀性结构的均匀性 基础的稳定性基础的稳定性自重自重Q荷载均匀荷载均匀结构均匀结构均匀尺寸对称尺寸对称风载垂直于风载垂直于标志牌表面标志牌表面（二）基本假设（二）基本假设 自然环境下的钢结构设计影响因素很复杂，自然环境下的钢结构设计影响因素很复杂，通常是按假设的理想情况进行计算，然后对设通常是按假设的理想情况进行计算，然后对设计结果作适当修正。计结果作适当修正。1 1、主要外力为风载，风载方向与标志板面垂直；、主要外力为风载，风载方向与标志板面垂直；2 2、双立柱构造时，风载作用均布；、双立柱构造时，风载作用均布；3 3、横梁数大于、横梁数大于1 1时，风载作用均布；时，风载作用均布；4 4、对称悬臂构造时，两侧版面完全一致；、对称悬臂构造时，两侧版面完全一致；5、龙门式构造时，风载对称；、龙门式构造时，风载对称；6、标志基础小于标志基础小于3M3M时不计摩擦阻力和弹性抗力。时不计摩擦阻力和弹性抗力。（三）荷载基本模型（三）荷载基本模型 不同结构受力形式有很大区别，计算时可参不同结构受力形式有很大区别，计算时可参照下列三种荷载受力模型。照下列三种荷载受力模型。固定端悬臂梁固定端悬臂梁固定端直固定端直 角悬臂梁角悬臂梁龙门式双立柱横梁龙门式双立柱横梁风向视图视图连接轴测图连接轴测图（四）单立柱构造实例（四）单立柱构造实例1 1、标志结构、标志结构 标志牌支撑的主要方式是采用型材和钢筋混凝土标志牌支撑的主要方式是采用型材和钢筋混凝土构件基础，临时标志还可以采用木材等。构件基础，临时标志还可以采用木材等。 立柱与标志牌之间的连接要根据尺寸大小、立柱立柱与标志牌之间的连接要根据尺寸大小、立柱截面形状等参数来确定，常见的方式有箍接，见截面形状等参数来确定，常见的方式有箍接，见P86P86图图4 41111、图、图4 41212。2 2、结构件连接方式、结构件连接方式 面板面板 加强筋加强筋 支架支架 立柱立柱螺螺栓栓螺螺母母铆接铆接或或焊接焊接3、受力模型分析、受力模型分析 上述情形上述情形1，固定端悬臂梁，固定端悬臂梁，面板位于顶部，受均布风载，可面板位于顶部，受均布风载，可等效为一个集中荷载；立柱风载等效为一个集中荷载；立柱风载可视为线性均布。可视为线性均布。铆接铆接或或焊接焊接预埋件预埋件安装地点安装地点标志立柱标志立柱4、立柱基础、立柱基础 与其他固定构筑物一样，该单立柱的支撑应设与其他固定构筑物一样，该单立柱的支撑应设计相匹配的地下基础。计相匹配的地下基础。 基础一般由混凝土独立基础、预埋件两基础一般由混凝土独立基础、预埋件两部分构成，部分构成，尺寸尺寸参数的选择主要依据如下三方面：参数的选择主要依据如下三方面： 地区最强风力（查询历年资料）地区最强风力（查询历年资料） 标志牌尺寸大小标志牌尺寸大小 立柱（或其他）结构形式立柱（或其他）结构形式 由于常年的日晒雨淋，要进行由于常年的日晒雨淋，要进行地下预埋件、地面连接件以及金属地下预埋件、地面连接件以及金属立柱本身的防腐处理。立柱本身的防腐处理。（油漆、镀锌等表面处理）（油漆、镀锌等表面处理）混凝土混凝土基础基础5 5、风荷载的计算、风荷载的计算标志牌荷载理论计算公式（教材标志牌荷载理论计算公式（教材P85P85式式4 41 1） FwbOQ（Cv 2/2） （WbiHbi）/1000 式中：式中： Fwb标志板风载，单位标志板风载，单位kN O结构重要性系数，一般取结构重要性系数，一般取1 Q荷载系数，一般取荷载系数，一般取1.4 空气密度，单位空气密度，单位Ns2/m4，一般取，一般取1.2258 C风力系数，一般取风力系数，一般取1.2 v风速，单位风速，单位m/s n标志板的数量标志板的数量 Wbi、Hbi第第i块标志板的长度、宽度块标志板的长度、宽度柱、梁风载理论计算公式（柱、梁风载理论计算公式（P87，式，式42） F FwpwpO OQ Q（CvCv 2 2/2/2）（）（W Wp pH Hpnpn）/1000/1000式中：式中：F Fwpwp单根立柱、横梁所受风力，单位单根立柱、横梁所受风力，单位kNkN W Wp p单根立柱、横梁迎风面宽，单位单根立柱、横梁迎风面宽，单位m m H Hpnpn单根立柱、横梁迎风面高，单位单根立柱、横梁迎风面高，单位m m其余符号与上式相同。其余符号与上式相同。 流体力学的计算较为复杂，影响准确性的因素流体力学的计算较为复杂，影响准确性的因素较多，因此对风载计算结果要根据具体情况进行较多，因此对风载计算结果要根据具体情况进行修正。修正。6 6、立柱、横梁参数设计、立柱、横梁参数设计力学分析力学分析根据不同的立柱、横梁结构形式建立力学模根据不同的立柱、横梁结构形式建立力学模 型，考虑重力、最大风力型，考虑重力、最大风力（大小、方向、作用（大小、方向、作用 点）点） 的组合效果的组合效果（等效力）（等效力） 判断受力危险点，按材料力学公式计算危险点判断受力危险点，按材料力学公式计算危险点 正应力、剪应力等，并确定截面尺寸。正应力、剪应力等，并确定截面尺寸。必要时根据材料许用极限应力和稳定性理论对结必要时根据材料许用极限应力和稳定性理论对结 构进行验算。构进行验算。相关理论与应用公式相关理论与应用公式材料许用极限应力、修整系数等材料许用极限应力、修整系数等材料综合机械性能材料综合机械性能不同材料许用应力的使用范围不同材料许用应力的使用范围拉、扭、剪、弯四种主要受力形式及组合拉、扭、剪、弯四种主要受力形式及组合 目前交通标志构造多采用杆、板类金属目前交通标志构造多采用杆、板类金属结构，主要理论和方法来至结构，主要理论和方法来至“建筑钢结构设建筑钢结构设计计”、“机械结构设计机械结构设计”。常见结构受力分析常见结构受力分析立柱式、对称式悬臂结构立柱式、对称式悬臂结构立柱设计立柱设计 如上单柱结构，立柱可看成固定端悬臂梁，有如上单柱结构，立柱可看成固定端悬臂梁，有关荷载可根据风载公式计算。关荷载可根据风载公式计算。 不计重力时，结构为纯弯曲不计重力时，结构为纯弯曲受力，危险点处于立柱跟部边缘受力，危险点处于立柱跟部边缘标志板正反面两侧。标志板正反面两侧。 若若需考虑重力影响，假设自需考虑重力影响，假设自重位于形心，立柱受载形式为重位于形心，立柱受载形式为压、弯组合。压、弯组合。危险点危险点悬臂式横梁设计悬臂式横梁设计 横梁可看成水平固定端悬臂梁，风载方向水横梁可看成水平固定端悬臂梁，风载方向水平、重力方向垂直向下。平、重力方向垂直向下。 结构受成结构受成9090的横向力，属的横向力，属组合弯曲，危险点处于横梁跟部组合弯曲，危险点处于横梁跟部与立柱相连处边缘。与立柱相连处边缘。 本情形为空间受力，应分别求得本情形为空间受力，应分别求得风力、重力在危险截面极值点产生的风力、重力在危险截面极值点产生的弯矩，再进行矢量合成。弯矩，再进行矢量合成。危险点危险点风载风载重力重力力学模型力学模型 立柱跟部与基础固定，顶部与单横梁相连。立柱跟部与基础固定，顶部与单横梁相连。受力分析：受力分析：横梁上风载造成的弯矩对立柱形成横梁上风载造成的弯矩对立柱形成扭扭矩矩；横梁部分总重力对立柱造成正面；横梁部分总重力对立柱造成正面弯矩弯矩；立柱；立柱自身所受风力造成自身所受风力造成弯矩弯矩；标志、横；标志、横梁、立柱总重力造成梁、立柱总重力造成轴向压力轴向压力。 本情形为空间应力，应分别求本情形为空间应力，应分别求得危险断面上的四项应力值，再计得危险断面上的四项应力值，再计算主应力，最后算主应力，最后按第三（或第四）按第三（或第四）强度理论强度理论作强度校核。作强度校核。重重力力危险危险截面截面风载风载风载风载龙门式结构设计龙门式结构设计 龙门式结构类型很多，设计参数的确定与校核龙门式结构类型很多，设计参数的确定与校核要根据具体情况计算。要根据具体情况计算。 如图为常见的立柱、桁架式构造。如图为常见的立柱、桁架式构造。分析：分析： 总重力两端均分；总重力两端均分； 立柱设计与上述第一立柱设计与上述第一种情况相同；种情况相同； 横梁按桁架设计，应从横梁按桁架设计，应从各个连杆、总体强度两方各个连杆、总体强度两方面考虑。面考虑。7 7、立柱、横梁刚度设计与校核、立柱、横梁刚度设计与校核 金属结构中，按强度条件设计的参数一般使框金属结构中，按强度条件设计的参数一般使框架显得单薄，可能在一定条件下丧失稳定。因此，架显得单薄，可能在一定条件下丧失稳定。因此，要保证安全必须进行结构的刚度校核。要保证安全必须进行结构的刚度校核。 悬臂、简支梁等简洁构造，一般应在强度条件悬臂、简支梁等简洁构造，一般应在强度条件的基础上，进行组合荷载作用下的挠度计算。的基础上，进行组合荷载作用下的挠度计算。 许用挠度许用挠度交通标志结构标准：交通标志结构标准： 1/1001/1001/1501/150叠加法求组合变形叠加法求组合变形 标志结构承受的荷载通常是空间组合作用，可标志结构承受的荷载通常是空间组合作用，可运用叠加法分别对单项作用力产生的变形运用叠加法分别对单项作用力产生的变形（挠度、（挠度、转角）转角）进行计算，最后叠加进行计算，最后叠加（注意方向）（注意方向）。 建筑中考虑结构自重时通常设计一定的预拱度，建筑中考虑结构自重时通常设计一定的预拱度，以利于在使用时的补偿。以利于在使用时的补偿。 刚度校核能为结构预拱度设计提供有效的依据，刚度校核能为结构预拱度设计提供有效的依据，并可正确把握制造成本。并可正确把握制造成本。预拱度预拱度螺栓、螺母尺寸选择螺栓、螺母尺寸选择螺牙根部剪切校核螺牙根部剪切校核螺栓拉伸强度校核螺栓拉伸强度校核轴向拉力轴向拉力螺母拧紧螺母拧紧钢构件钢构件1钢构件钢构件2防松弹簧垫圈防松弹簧垫圈防划伤平垫圈防划伤平垫圈8 8、连接零件（标准件）选用与校核、连接零件（标准件）选用与校核9 9、基础的设计与验算、基础的设计与验算 结构稳定的另一方面是基础，基础设计应考结构稳定的另一方面是基础，基础设计应考虑三方面的要求：虑三方面的要求：基础位置选择基础位置选择 标志基础位置：标志基础位置： 压实度较好的路提压实度较好的路提 三角地带三角地带 其他坚实地面。其他坚实地面。 有地下构筑时应设置于其上。有地下构筑时应设置于其上。基础参数设计基础参数设计 基础参数包括基础参数包括深基础、浅基础（深基础、浅基础（3 3米为界限）、米为界限）、基础桩、素混凝土、钢筋混凝土基础桩、素混凝土、钢筋混凝土等。等。基础验算基础验算基底应力计算基底应力计算 确定基础埋置深度、构造尺寸后，根据地面确定基础埋置深度、构造尺寸后，根据地面最恶劣的荷载组合，计算基础与地基之间的应力最恶劣的荷载组合，计算基础与地基之间的应力大小及其分布大小及其分布（基底应力）（基底应力）。 条件：基底应力不超过地基持力层的强度。条件：基底应力不超过地基持力层的强度。 基础的建造使地基原有土的应力发生了变化，基础的建造使地基原有土的应力发生了变化，主要体现为垂直向下的沉降。主要体现为垂直向下的沉降。 基底应力包括基底应力包括土自重应力和附加应力土自重应力和附加应力两部分。两部分。由于土壤一般不承受拉力，因此应力正、负号的由于土壤一般不承受拉力，因此应力正、负号的规定及意义与材料力学不同。规定及意义与材料力学不同。（详见（详见土力学土力学有关地基应力计算的章节）有关地基应力计算的章节）基底合力偏心计算基底合力偏心计算 合力偏心距要在基础产生附加弯矩，将造合力偏心距要在基础产生附加弯矩，将造成整体不均匀沉降。成整体不均匀沉降。倾覆稳定性计算倾覆稳定性计算 基底应力十分复杂，所有基底应力十分复杂，所有横向、斜向、作横向、斜向、作用线偏移荷载用线偏移荷载都可能造成基础倾覆。基础抗都可能造成基础倾覆。基础抗倾覆稳定系数要求大于倾覆稳定系数要求大于1.31.3滑动稳定性计算滑动稳定性计算 抗滑移稳定系数抗滑移稳定系数1.31.3。反光材料的应用和选择反光材料的应用和选择 反光材料的选择依据：行车速度、交通量。反光材料的选择依据：行车速度、交通量。高速、一级公路、城市主干线高速、一级公路、城市主干线 根据道路设计速度、交通量大小，选择根据道路设计速度、交通量大小，选择 1 13 3级反光膜。级反光膜。二、三级公路、城市一般道路二、三级公路、城市一般道路 根据具体情况选用根据具体情况选用1 14 4级。级。其他低等级道路其他低等级道路 选用选用4 45 5级。级。颜色选择颜色选择 依据依据GB/T84164GB/T8416419991999视觉信号表面颜色视觉信号表面颜色 用人造荧光粉用人造荧光粉末涂覆于聚氯乙末涂覆于聚氯乙稀等透明薄膜，制稀等透明薄膜，制成各种不同颜色、成各种不同颜色、等级反光膜等级反光膜反光材料反光材料不同颜色反光膜不同颜色反光膜2 2、交通标志照明（主动照明）、交通标志照明（主动照明） 在某些重要路段及事故频繁区域，应设置带照在某些重要路段及事故频繁区域，应设置带照明功能的交通标志。明功能的交通标志。 目前所用的能源主要是电能、太阳能，由于能目前所用的能源主要是电能、太阳能，由于能耗很大，主动照明标志现多用于收费道路和部分城耗很大，主动照明标志现多用于收费道路和部分城市主要道路。市主要道路。 内部照明内部照明 类似广告灯箱，在透光标志面板之下设置发光类似广告灯箱，在透光标志面板之下设置发光元件，照明效果好。元件，照明效果好。 外部照明外部照明 在交通标志周围适当位置设置灯光，受环境和在交通标志周围适当位置设置灯光，受环境和眩光影响。眩光影响。思考题思考题WHY1 1、交通标志结构设计三种力学模型是怎样的？、交通标志结构设计三种力学模型是怎样的？ 为什么要进行刚性校核？为什么要进行刚性校核？2 2、通常基础设计要进行哪些计算？、通常基础设计要进行哪些计算？3 3、交通标志为什么要采取照明措施？被动照明、交通标志为什么要采取照明措施？被动照明 设计有哪些具体内容？设计有哪些具体内容？