第四章 抗倾覆稳定性校核
第四章 起重机整机稳定性计算
带悬臂的龙门起重机，除验算沿大车运行方向空载起、制动时的稳定性，还须验算垂直于轨道方向的稳定性，由于集装箱的迎风面积不大，运行速度较低，故满载时的稳定性可不计算。
4.1.空载起重机沿轨道方向起、制动时的载重稳定性安全系数验算
≥+++=
4
31f 1h P h P h P B
G G 5.0K 小桥小桥）（ 1.4
式中 桥G ——桥架重量
）
（下横梁台车马鞍柔腿刚腿静总桥G G G G G G 2G +++++= 电栏杆轨梁静总G G G G G +++==72+3.2+6+4.2=85.4t 梁G ——主梁的自重 梁G =72t
刚腿G ——刚性支腿的自重 刚腿G =16t 柔腿G ——柔性支腿的自重 柔腿G =10t 轨G ——一根主梁上的小车轨道自重 轨G =3.2t
栏杆G ——一根主梁一侧的平台栏杆的自重 栏杆G =6t 电G ——位于平台上的电气设备的重量 电G =4.2t
马鞍G ——马鞍自重 马鞍G =8t
台车G ——大车运行台车总自重 台车G =32t 下横梁G ——下横梁自重 下横梁G =12t
桥G =2?（85.4+16+10+8+32+12）=326.8t
f P ——作用在桥架和小车上的工作状态最大风力。
计算风力时，前面一排的主梁，马鞍、支腿、下横梁及大车轮组遮挡后面一排主梁、马鞍、支腿、下横梁及大车轮组。故后面一排受风面积应减小，减小程度用折算系数η表示。 风力计算公式分别为：
F q CK P h f ∏∑=前 F q CK P h f η∏∑=后
F q CK P h f I∏∑=前’ F q CK P h f ηI∏∑=后’
式中p ’——作用在桥架与小车上的非工作状态的最大风力； C ——风力系数 c=1.6
h K ——风压高度变化系数 h K =1
计算非工作风压时，h K =1.13
∏q ——第Ⅱ类载荷的风压值∏q =250Pa I∏q ——第Ⅲ类载荷的风压值I∏q =250Pa
η——折算系数，根据b/h 值查<起重机金属结构> h1——桥架与小车挡风面积形心高度
工作状态最大风力f P 及非工作状态最大风力P ’f 和其相应的迎风面和形心至大车运行轨顶的高度h ，计算如表：
名称
迎风面积 A （m2）
形心高度h1 (m)
工作风载 t
非工作风载 t
力 矩
1
f P h ∑ 1'
'
f
P h ∑
主梁 141.6 18.7 5.66 20.46 105.84 382.60 刚腿 15.6 15 0.507 1.83 7.61 27.45 柔腿 17.42 16 0.695 2.50 11.12 40 马鞍
2.8
22.3
0.112
0.40
2.5
8.92
下横梁 12.8 3.6 0.48 1.80 1.73 6.48 小车 16 21 0.64 2.31 13.44 48.51 司机室 4 17 0.16 0.58 2.72 9.86 大车车轮组
2
0.5
0.08
0.29
0.04
0.145
求各部件迎风面积及形心至大车运行轨顶的高度时，分别参照符图从表1-1的值如下：
=∑1f h P 105.84+7.61+11.12+2.50+1.73+13.44+2.72+0.04=145t/m
=∑'1'f h P 382.60+27.45+40+8.92+6.48+48.51+9.86+0.145=523.965t/m
桥P ——起重机运行起、制动时引起桥架水平惯性力 制
大
桥桥t g G P v ?
=
式中 制t ——起重机制动时间，制t =7秒 在计算稳定性时，取紧急制动时间，制t =3.5秒
桥
桥桥G 0243.05
.36050
81.9G P =??=
h3——桥架重心高度
由于）（下横梁台车马鞍柔腿刚腿静总桥G G G G G G 2G +++++= 故 P 桥xh3值列表中
名称
重量G （t ）
重心高 度h3(m)
惯性力 P 桥（t ） 力矩P 桥xh3 （t/m ） 2G 静总 170.8 21 4.15 87.15 2G 刚 32 15 0.78 11.7 2G 柔 20 16 0.49 7.84 2G 马鞍 16 23 0.39 8.97 2G 台车 64 1.6 1.56 2.5 2G 下横梁
24
3.6
0.58
2.09
=?∑=?33h P h P 桥桥87.15+11.7+7.84 +8.97+2.5+2.09=120.25t/m 小P ——起重机运行启动，制动时引起的小车水平惯性力
小小小G 0243.05
.36050
81.9G P =??=
=1.458t h 4——小车重心高度 h 4=24m B ——轨距 B=16m
4.1
5.10868
.2954
.3094458.12125.12014516608.3265.0K 1≥==?++?+?=
）（
4.2起重机满载时垂直于大车运行轨道方向的载重稳定性安全系数验算：
11222010''h 2 1.4Q L
G G L P h P h P h P K Q L -----=
≥?4刚小小桥
刚
式中 2P ——作用在集装箱上的工作状态最大风力。 t 64.03.192503.1A q CK P h 2=??==∏集 2h ——小车轨顶至大车轨顶间的距离 2h =23.2m Q P ——小车运行起、制动时引起的物品水平惯性力 小P ——小车运行起、制动时引起的小车自重水平惯性力
n
n 7
G Q P P 42G 制
小小?+=
+??
式中 2?——起升载荷系数 当起v =25m/min 时，2?=1.17 4?——运行冲击系数 小v 小于60m/min 时，4?=1.1
制n ——小车制动的轮数， 制n =4 n ——小车的总轮数 n=24
μ——车轮沿轨道的摩擦系数，一般取μ=0.14≈1/7。
t 36.424
4
7601.110017.1P P Q =??+?=
+小
2h =4h =22.5m
’
’
1P ——作用在桥架与小车的纵向工作最大风力； 1h ——桥架与小车纵向挡风面积形心高度’
’
1P 和1h 的计算列表为： 名称 迎风面积 A 形心高度h1 工作风载p ’’ 力矩
''h P ?∑
主梁 42.3 18.7 1.68 31.4 刚腿 41.6 15 1.66 24.9 柔腿 41.6 16 1.66 26.6 马鞍 14.4 22.3 0.576 12.6 司机室 6 17 0.24 4.1 下横梁 15.8 3.6 0.63 2.3 大车轮组
9.8
0.5
0.38
0.2
''h P ?∑=31.4+24.9+26.6+12.6+4.1+2.3+0.2=102.1t/m
所以
4.174.65
.71005.2236.45.2264.01.1025.760235
8.326K 1≥=??-?--?-?=
自重稳定性安全系数 ，下式计算 1
11h P B
G G 5.0K ’
小桥）（+=
15.1≥ 式中 11'h P ——由上表数值得出
15.114.21447
16
608.3265.0K 1≥=?+?=
）（
可见起重机的稳定性满足富余很大可保安全。
抗倾覆稳定性验算
*作品编号：DG13485201600078972981* 创作者： 玫霸* 五、施工计算 1、抗倾覆稳定性验算 本工程基坑最深11.0米左右，此处的土为粘性土，可以采用“等值梁 法”进行强度验算。 首先进行最小入土深度的确定： 首先确定土压力强度等于零的点离挖土面的距离y ，因为在此处的被动 土压力等于墙后的主动土压力即： ()a p b K K P y -=γ 式中：P b 挖土面处挡土结构的主动土压力强度值，按郎肯土压力理论进 行计算即 a a b K cH K H P 22 12-=γ γ 土的重力密度 此处取18KN/m 3 p K 修正过后的被动土压力系数（挡土结构变形后，挡土结构 后的土破坏棱柱体向下移动，使挡土结构对土产生向上的摩擦力，从而使 挡土结构后的被动土压力有所减小，因此在计算中考虑支撑结构与土的摩 擦作用，将支撑结构的被动土压力乘以修正系数，此处φ=28°则K=1.78 93.42452=??? ? ?+?=? tg K K p
a K 主动土压力系数 361.02452=??? ? ?-=? tg K a 经计算y=1.5m 挡土结构的最小入土深度t 0: x y t +=0 x 可以根据P 0和墙前被动土压力对挡土结构底端的力矩相等来进行计算 ()m K K P y t a p 9.2600=-+=γ 挡土结构下端的实际埋深应位于x 之下，所以挡土结构的实际埋深应为 m t K t 5.302=?=（k 2 经验系数此处取1.2） 经计算：根据抗倾覆稳定的验算，36号工字钢需入土深度为3.5米，实际入土深度为3.7米，故：能满足滑动稳定性的要求 2、支撑结构内力验算 主动土压力：a a a K cH K H P 22 12-=γ 被动土压力：p p p cK K H P 22 12+=γ 最后一部支撑支在距管顶0.5m 的地方，36b 工字钢所承受的最大剪应力 d I Q d I Q S S z x x z ???? ??==*max max *max max max τ ,3.30* max cm I S z x = d=12mm,经计算 []ττ<=a MP 6.26max 36b 工字钢所承受的最大正应力 []σσ<==a MP W M 9.78max 经过计算可知此支撑结构是安全的 3、管涌验算： 基坑开挖后，基坑周围打大口井两眼，在进出洞口的位置，可降低
抗倾覆验算
一、便桥墩身抗倾覆检算 说明：1#墩为已完成墩身，且新建线路中线与1#墩身中线偏移0.19m，详见平面图所示。1#墩为最不利墩身，故以1#墩来检验墩身的抗倾覆安全性。 1、竖向力 竖向恒载： N1=95.75+39.2ⅹ9.2=456.39KN(桥跨上部结构自重) N2=562.5KN（墩身自重） N3=687.5KN（基础自重） 竖向活载： N4=1045.884KN（支点反力）Mx=18.068KN·m（支点反力对基底长边中心轴x-x轴力之矩） 2、水平力 制动力的大小均按竖向静活载（不包括冲击力）的10%计算，作用点在轨顶2m;离心力等于离心力率乘以支座的静活载反力N4，作用点在轨顶2m。 制动力T1： T1=（N1+N2+N3+N4）ⅹ10%=275.227KN 离心力T2： T2=CⅹN4 离心力率通过C=V2/（127R）计算，其中V为设计行车速度5Km/h，R为曲线半径400m,代入可得：C=52/（127ⅹ400）=0.0005 T2=0.0005ⅹ1045.884=0.523KN 3、风荷载（作用在墩身上的风力T墩、作用在列车上的风力T列车）： 作用在桥梁受风面上的静压力，按《桥规》规定的标准求出最大风速后，通过风速与风压 1
关系公式Wo=γv2/（2q）求出基本风压值， 式中Wo为基本风压值（Pa） q为重力加速度（m/s2） γ为空气重度（N/m3） v为平均最大风速（m/s） 取标准大气压下，常温为15摄氏度时的空气重度12.255N/m3、纬度45度处重力加速度为9.8m/s2， 代入公式可以得出Wo=v2/1.6，查表v取12m/s计算得出Wo=90Pa 作用于桥梁上的风荷载强度W（Pa）按下式计算W=K1·K2·K3·Wo，查表取K1=1.0,K2=1.0,K3=0.8代入公式 可得W=72Pa 墩风压计算取横向迎风面积S=aⅹh，其中1#墩的a值为1.8m，h为墩高度5m代入可得墩迎风面积为9m2，T墩=9ⅹ72=0.65KN。 计算风力时，标准规矩列车横向受风面积等于受风面积按3m搞的长方带计算，作用点在轨面上2m高度处。 桥上有车时：W=K1·K2·800=800Pa≮1250Pa，列车迎风面积为3ⅹ（12.5+9.5+9+10）=96m2。T列车=96ⅹ800=76.8KN。 设基底截面重心至压力最大一边的边缘的距离为y（荷载作用在重心轴上的矩形基础且y=b/2），外力合力偏心距为e0，则两者的比值Ko可反映基础倾覆稳定性的安全度，Ko 称为抗倾覆稳定系数。 即Ko=y/ e0e0=(ΣPiei十ΣTihi)/ΣPi y=b/2=5/2=2.5m e=0.19m 2
第八章 土压力与挡土墙
第八章土压力与挡土墙 主要内容 ?第一节概述 ?第二节静止土压力计算 ?第三节朗肯土压力理论 ?第四节库伦土压力理论 ?第五节挡土墙设计
第一节概述 土压力（earth pressure）:土对挡土墙的侧向压力。 一、土压力分类 1、依据 ⑴挡土墙的位移：平移和转动 ⑵墙后填土的应力状态 2、分类 ⑴静止土压力E 0（earth pressure at rest）：挡土墙位 移为0时的土压力。 ⑵主动土压力E a （active earth pressure）：挡土墙离开土体位移，且墙后填土的应力达到极限平衡状态，此时的土压力称为主动土压力。
第一节概述 ⑶被动土压力E p （passive earth pressure ）：挡土墙向土体方向位移，且墙后填土的应力达到极限平衡状态，此时的土压力称为被动土压力。 二、土压力与挡土墙位移的关系 若挡土墙的位移以墙挤压填土为正，离开填土为负，则土压力与挡土墙位移的关系可用图示曲线表示。可见，在土压力中，主 动土压力最小，被动土压力最 大。静止土压力、主动土压力 和被动土压力三者的关系为 p a E E E <<0
任意深度z 处竖向自重应力为γz ，则该点的静止土压力强度为 z K p γ00=μ μ-=10K ?' -=sin 1式中 γ：墙后填土的重度，kN/m 3； z ：计算点到墙顶的距离，m ； K 0：静止土压力系数。 ?'：土的有效内摩擦角。
静止土压力沿墙高为三角形分布，取单位墙长计算，作用于墙上的静止土压力为静止土压力分布图形的面积。 0202 1K H E γ=
抗倾覆稳定性验算
五、施工计算 １、抗倾覆稳定性验算 本工程基坑最深11、0米左右，此处得土为粘性土,可以采用“等值梁法”进行强度验算。 首先进行最小入土深度得确定： 首先确定土压力强度等于零得点离挖土面得距离y,因为在此处得被动土压 式中：P 挖土面处挡土结构得主动土压力强度值，按郎肯土压力理论进行计 b 算即 土得重力密度此处取18KＮ/m3 修正过后得被动土压力系数（挡土结构变形后，挡土结构后得土破坏棱柱体向下移动,使挡土结构对土产生向上得摩擦力,从而使挡土结构后得被动土压力有所减小,因此在计算中考虑支撑结构与土得摩擦作用,将支撑结构得被动土压力乘以修正系数,此处φ＝２8°则Ｋ=１、７8 主动土压力系数 经计算y=1、5m ： 挡土结构得最小入土深度t 与墙前被动土压力对挡土结构底端得力矩相等来进行计算x可以根据P ０ 挡土结构下端得实际埋深应位于x之下，所以挡土结构得实际埋深应为(k 经验系数此处取１、２) 2 经计算：根据抗倾覆稳定得验算,36号工字钢需入土深度为3、5米,实际入土深度为3、７米,故：能满足滑动稳定性得要求
２、支撑结构内力验算 主动土压力: 被动土压力： 最后一部支撑支在距管顶0、5m得地方，3６b工字钢所承受得最大剪应力 d=１2ｍm，经计算 ３6ｂ工字钢所承受得最大正应力 经过计算可知此支撑结构就是安全得 3、管涌验算： 基坑开挖后，基坑周围打大口井两眼,在进出洞口得位置,可降低 经计算 因此此处不会发生管涌现象 ４、顶力得计算 工程采取注浆减阻得方式来降低顶力. φ１800注浆后总顶力为： Ｆ=ｆo、S*0、３＝２5*６67/10*0、3*１、1=55０ｔ ｆo—土得摩擦阻力,一般为25KN/m2 S-土与管外皮得摩擦面积 0。3-注浆减阻系数 1。1—顶力系数 5、后背得计算 E=１、5×0、5×Υ×H2×tg2（45+φ/2)+2chtg（4５＋φ/２） （式中Υ土得重度（18KN／ｍ3)c土得粘聚力10kpａ，φ摩擦角28o）计算得每米５８8吨,后背工作宽度为4米,后背承载力为2354吨。（参照最
脚手架的抗倾覆验算与稳定性计算
脚手架的抗倾覆验算与稳定性计算［摘要］当模板支架、施工用操作架等脚手架不设连墙杆时，必须首先对脚手架进行抗倾覆验算，然后才是强度、刚度和稳定性计算。而现行的国家标准中没有倾覆验算和稳定性验算内容。根据国家有关标准导出了脚手架倾覆验算公式，并有2个算例辅以说明。最后指出脚手架高宽比与脚手架的倾覆有关，与脚手架稳定性承载能力无关。 ［关键词］脚手架;倾覆;稳定性;验算 结构设计中，“倾覆”与“稳定”这两个含义是不相同的，设计时都应考虑。《建筑结构可靠度设计统一标准》gb50068-2001第条第一款规定承载能力极限状态包括:“①整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡(如倾覆等)……。④结构或结构构件丧失稳定(如压屈等)”。可见它们同属于承载能力极限状态，但应分别考虑。《建筑结构设计术语和符号标准》gb/t 50083-97，对“倾覆”和“稳定”分别作出了定义，并称“倾覆验算”和“稳定计算”。《建筑地基基础设计规范》gb50007-2002，关于地基稳定性计算就是防止地基整体(刚体)滑动的计算。《砌体结构设计规范》gb50003-2001对悬挑梁及雨篷的倾覆验算都有专门规定。施工现场的起重机械在起吊重物时也要做倾覆验算。对于脚手架，由于浮搁在地基上，更应该做倾覆验算。 《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》jgj130-2001及《建筑施工门式钢管脚手架安全技术规范》jgj128-2000中都没有
倾覆验算的内容，这是因为这两本规范规定的脚手架都设置了“连墙杆”，倾覆力矩由墙体抵抗，因此就免去了倾覆验算。如果不设连墙杆，则脚手架的倾覆验算在这两本规范中就成为不可缺少的内容了。所以，对于模板支架、施工用的操作架等无连墙杆的脚手架，首先应保证脚手架不倾覆而进行倾覆验算，然后才是强度、刚度和稳定性计算。如果需要，还可进行正常使用极限状态计算。 1脚手架的倾覆验算 通用的验算公式推导 无连墙杆的脚手架，作为一个刚体应按如下表达式进行倾覆验算: （1）式中:γg1、cg1、g1 k分别为起有利作用的永久荷载的分项系数、效应系数、荷载标准值;γg2、cg2、g2 k分别为起不利作用的永久荷载的荷载分项系数、效应系数、荷载标准值;cq1、q1 k 分别为第一个可变荷载的荷载效应系数、荷载标准值;cqi、qik分别为第i个可变荷载的荷载效应系数、荷载标准值;ψci为第i个可变荷载的组合值系数。当风荷载与一个以上的其它可变荷载组合时采用;当风荷载仅与永久荷载组合时采用。 对于平、立面无突出凹凸不平的脚手架，以下简称为规整脚手架，其倾覆验算应按如下表达式进行: （2）式中:为起有利作用的永久荷载的荷载分顶系数;cw、wk为风荷载的效应系数、风荷载的标准值。 对于规整脚手架，其上作用的永久荷载、可变荷载是抗倾覆的，
曲线独柱墩混凝土连续箱梁桥横向抗倾覆稳定性的研究
曲线独柱墩混凝土连续箱梁桥横向抗倾覆稳定性的研究 发表时间：2019-01-03T11:06:20.943Z 来源：《基层建设》2018年第34期作者：魏渊 [导读] 摘要：随着我国城市基础建设的快速发展，城市立交桥和高架桥的结构形式越来越多样化。 中设设计集团股份有限公司佛山分公司广东省佛山市 528000 摘要：随着我国城市基础建设的快速发展，城市立交桥和高架桥的结构形式越来越多样化。为提升立该结构型桥梁的适地性与行车舒适性，独柱墩连续梁桥得到广泛应用。因独柱墩桥梁的支撑方式为单点支撑，当遇到严重超载情况时，桥梁会出现倾覆破坏。近年来，国内发生多起由于严重超载导致独柱墩桥倾覆倒塌事故，造成巨大经济损失和人员伤亡。目前，我国桥梁设计者大多仅考虑了桥梁的抗弯、抗剪性是否符合规范要求，而桥梁抗倾覆稳定性的安全储备没有足够重视。 关键词：曲线独柱墩；混凝土连续箱梁桥；横向抗倾覆稳定性； 现浇连续箱梁桥整体性能好、抗扭刚度大，下部结构若配置独柱式桥墩，可使桥梁视觉通透、线条流畅、外形美观、节约桥梁占地并能节省工程造价，因此独柱式连续箱梁桥在互通式立交的匝道桥中被广泛采用。目前我国载重车辆普遍存在超载现象，个别车辆超载甚至达到了200％～300％，导致多数桥梁处于超负荷工作状态。在偏心偶然超载作用下，已经导致国内发生多起独柱墩箱梁桥倾覆倒塌事故，造成了巨大的经济损失和不良的社会影响，现有独柱墩连续箱梁桥的横向抗倾覆稳定性问题日益突出。 一、现象分析 当前国内桥梁设计人员在设计工作中对上部箱梁抗弯、抗剪强度以及抗裂性能等结构自身强度方面比较注重，在满足规范要求条件下往往考虑车辆超载等的情况而保留有较大安全富余，但对箱梁的横向稳定性方面缺乏必要的重视，缺乏对结构空间特性的了解，即便是考虑了横向稳定性，也多是把支座脱空与否简单地作为评价桥梁横向稳定性的惟一指标，来评价上部箱梁的抗倾覆性能，而对结构的全局未作深入剖析，在设计阶段就埋下安全隐患，因而使桥梁横向稳定性成为结构安全问题的瓶颈。从国内近几年发生的独柱墩箱梁桥倾覆倒塌事故中可以发现，除了均受到严重超重偏载外，发生事故的独柱墩桥梁都有如下共同点：（１）事故桥梁平面线形较为平直，位于直线段、缓和曲线或曲率半径较大的圆曲线上。（２）事故桥梁的中间独柱墩均发生破坏。显然，第一点比较容易理解，由于曲线桥的支点是空间约束体系，形成了一个稳定的约束面，而直线或者接近直线的桥梁支点几乎在一条直线上，对于横向扭转约束几乎仅仅是靠端部的双支座来完成的，因此相同条件下直线桥上部箱梁横向稳定性比曲线桥更差。第二点按常规思路比较难以理解，通常独柱墩柱顶设计内力以竖向轴力为主，水平力除地震力较大外，汽车制动力和离心力均不控制设计。而从倒塌的桥梁实例看，独柱墩柱底截面产生了压弯破坏，柱顶发生水平向大变形进而导致上部结构落梁。显然，在立柱发生破坏前，柱顶产生过较大的横向水平推力导致立柱破坏。 二、曲线独柱墩混凝土连续箱梁桥横向抗倾覆稳定性的研究 1.连续箱梁桥抗倾覆验算分析。在曲线连续箱梁桥中，由于梁体内、外侧恒载差以及偏心偶然超载的作用下产生较大的扭矩，通常会使箱梁外侧超载、内侧卸载，当扭矩不断增大，达到并超过了整个结构对于梁体外侧翻转轴所能承受的抵抗翻转力矩时，箱梁内侧支座将产生负反力，这时如果梁体自身不能抵消此负反力，就会出现梁体与支座的脱离，即“支座脱空”现象，梁体曲线内侧支座就可能因为压力重分配而压坏从而丧失承载能力，整体结构就可能会发生侧翻并倾覆。可以用抗倾覆度作为评价连续箱梁桥抗倾覆能力的指标。对于抗倾覆扭转力矩，主要有箱梁翻转轴扭转方向异侧的结构重力；对于倾覆扭转力矩，则主要有箱梁翻转轴扭转方向同侧的结构重力和偏载的活载力矩。本文通过对9 座独柱墩中横向受力最不利的连续箱梁进行了抗倾覆计算分析，对影响独柱墩连续箱梁桥横向稳定的因素进行了分析和总结，从而为独柱墩连续箱梁桥的设计提出一些建议和参考。 2.工程概况。本文计算的9 座独柱墩连续箱梁桥。设计时每一联除简支处采用双柱墩（双支座）外，连续处均设计为独柱墩（独支座）。连续墩处横桥向考虑了支座中心线（墩中线）偏离箱梁中心线曲线外侧一定的偏心距。在偏心偶然超载作用下，独柱墩桥梁可能发生整体横向失稳。现选取偏载作用下抗倾覆最不利的第五联箱梁进行横向整体抗倾覆验算，来具体分析抗倾覆能力的影响因素。该类梁体下部联端简支处均为盖梁双柱墩，盖梁上的非抗扭盆式支座均与下方墩柱直接对应，故支座竖向作用不会对盖梁造成直接破坏。联内连续处均为独柱通过非抗扭盆式支座直接支承梁体横梁。超重车辆对下部的影响主要是轴力的增加，故本次抗倾覆稳定验算不考虑下部的问题。 3.计算参数。一是材料参数。主梁采用C40 混凝土，钢筋混凝土容重取为26kN/m3，C40 混凝土弹性模量为3.25×104Mpa，抗压设计强度18.4Mpa，混凝土材料的收缩徐变特性全部按照规范规定取值。二是计算荷载。①结构自重。自重由程序自行计算，考虑了横梁处的实心段和截面变化，钢筋混凝土容重计为：26kN/m3。②二期恒载。钢筋混凝土容重计为：26kN/m3，沥青混凝土容重按24kN/m3 计算，桥面铺装（8cm 混凝土、10cm沥青）、防撞护墙以均布力的形式施加于主梁单元上。③汽车活载。首先按现行规范公路标准车道荷载进行复核性验算，其次选取特殊荷载进行非常规倾覆安全性验算。车道荷载在偏载满布作用下，按单车道最不利偏载布置。④汽车荷载冲击系数。冲击系数按公路桥涵设计通用规范规定的方法计算，取标准跨径20m。⑤不均匀沉降。计算时考虑5mm 的不均匀沉降量。⑥离心力。根据公路桥涵设计通用规范计算。经计算第五联的离心力产生的向外侧的每延米倾覆力矩为5.23KN.m/m。⑦荷载组合。超载车辆荷载为偶然荷载，验算按公路桥涵设计通用规范规定进行荷载组合，对混凝土收缩徐变、温度效应和横向风荷载等均不考虑。 4.有限元模型。第五联采用4×20米现浇连续箱梁，箱梁顶板宽10.5 米，底板宽6 米。下部结构简支处采用双柱墩，连续处采用独柱墩。本联15～17号连续墩处横桥向考虑了支座中心线（墩中线）偏离箱梁中心线曲线外侧13cm 的偏心距。车道荷载在偏载满布作用下，按单车道最不利偏载布置，荷载横向布置采用有限元分析软件进行计算，全桥共126 个节点，111 个单元。按曲线梁建模，计算结果独柱墩桥梁在偏心超载作用下主要存在以下几点安全隐患：①独柱墩梁体尤其曲线桥梁，在偏载作用及梁体内外侧恒载偏心作用下，多支承点位置支座可能存在脱空，桥梁结构存在整体失稳、倾覆的可能性。②在偏心超载作用下，梁体承受较大的扭矩作用，且跨径越长，独柱墩数量越多，扭矩累积作用越大，一但梁体抗扭能力不足，桥梁将出现剪扭破坏。③独柱墩本身为偏压构件，如果墩高较大或者墩身过细，在较大的偏载作用下，立柱将存在偏压破坏的可能性。由于本文主要关注上部箱梁的整体倾覆稳定，故不再讨论这种情况。本次计算主要分析以下两方面：一是箱梁在偏载作用下的整体刚性倾覆验算独柱墩曲线桥梁，在车辆活载、离心力等偏载作用效应下出现的支座脱空现象，即桥梁（简支）墩台处的双支座出现负的支反力时，独柱墩桥梁上部结构就存在倾覆的危险。本文假定在偏心超载发生横向整体侧倾前，梁体不会先发生弯扭破坏。考虑超载情况，分级增加活载效应，当活载效应增加至标准车道荷载的1.8倍时，桥墩处内侧支座出现负反力，桥台处支反力将出现支座脱空现象，该桥在此荷载等级作用下，将存在倾覆的危险。二是持久状况下桥梁抗扭承载力计算由于独柱墩单支座
起重机抗倾覆稳定性分析
【摘要】进入21世纪以来，在经济和技术发展的推动下，为我国相关行业的发展带来了极大的推动作用，在很多施工建设中离不开起重机设备的支撑。如何确保起重机装置的稳定运行，就需要高度关注起重机的抗倾覆性。在工程施工中，起重机装置发挥着重要的作用，在不断提升了建筑施工机械化水平之后，将越来越高的要求抛向了起重机的安全性和稳定性。所以，必须要对其抗倾覆稳定进行着重的分析与谈探究。 【关键词】起重机抗颠覆稳定性 1 分析稳定性的重要性 在吊装时，明确的给出起重机的额定载荷：通常在坚实的支撑表面上设置所列额定值，在要求的范围之内控制起重机的水平偏差，这样起重机不会因为支撑物不稳定而歪斜和摇晃。为了确保起重机在施工的时候可靠、安全，需要认真的分析其支撑面的受力情况。 2 起重机的构成与参数分析 2.1 机械构成 以履带式起重机为例进行论述。首先，动臂结构。多节的组装桁结构即动臂，对节数进行调节后，臂的长度可以被改变，在转台前部设置安装其端部，通过钢丝变幅滑轮组支撑悬挂其顶端，这样其倾斜角就可以被改变。可以将副臂加在动臂的顶端，动臂和副臂会构成一个夹角。主、幅卷扬系统是起升机结构的主要构成，在动臂吊重时主要会应用到主卷扬系统，副臂吊重主要由副卷扬系统完成。其次，底盘。行走机构与行走装置是底盘的主要构成部分，起重机的左右转弯和向前行走主要是由前者来进行掌控的，由导向轮、支撑轮、履带轮、托链轮、履带架和驱动轮一同构成了行走装置，通过水平轴、链条传动和垂直轴来带动动力装置运行，从而将支撑轮与导向轮带动起来，确保机器主体可以顺着履带行走。 2.2 分析技术参数 起重力矩和起重量是履带式起重机的主要技术参数。其中在进行选择的时候，工作半径、起吊高度和起重量在其中发挥着重要的作用。而且经常被称之为可以进行起重的三个重要因素。这三个要素彼此间也是互相牵制、互相影响的。 2.3 分析及计算受力情况 {gb+lbcosa）+qr-gbxo}cosp=mf 总垂直荷载： gb+c1+q=p 侧向力矩： sinp{gb（a+lbcosa）―g1xo}=ms 履带下面的压力在垂直很在下可以这样计算： 前方力矩的压力影响可以用一根横梁来模拟：能够将此式子得出来： 这样在履带中心的前方力矩上会作用这样的压力： 叠加p1和p2，一旦p1比p2要大，这样叠加到一起的压力就会构成梯形，一旦p1比p2小，这样叠加到一起的压力就会构成三角形， 当呈现出梯形的压力图时，这样p1+p2为履带前面的压力，p1-p2为后面的压力。当呈现出三角形的压力图时，pmax为最大压力，并且，顺着履带底部长度l压力三角形不断的发挥着自己的作用。这样力矩mf和垂直荷载p必然会出现在其中。 3 计算与分析稳定性 很多起重机的纵向稳定性要比横向强，因此，一般只按照纵向对起重机的稳定性进行计算分析。当具备k≥1.4的稳定系数条件时，就可以说具备稳定的吊装。 ro{f1+n/2+m/2}/m1+m2+m3+m4≥1.4 其中，作用倾覆边缘的力矩用m1表示，因为惯性力所生成过的倾覆力矩由m2表示，离
抗倾覆稳定性验算
五、施工计算 1、抗倾覆稳定性验算 本工程基坑最深11.0米左右，此处的土为粘性土，可以采用“等值梁法”进行强度验算。 首先进行最小入土深度的确定： 首先确定土压力强度等于零的点离挖土面的距离y ，因为在此处的被动土压力等于墙后的主动土压力即： ()a p b K K P y -=γ 式中：P b 挖土面处挡土结构的主动土压力强度值，按郎肯土压力理论进行计 算即 a a b K cH K H P 22 12-=γ γ 土的重力密度 此处取18KN/m 3 p K 修正过后的被动土压力系数（挡土结构变形后，挡土结构后的 土破坏棱柱体向下移动，使挡土结构对土产生向上的摩擦力，从而使挡土结构后的被动土压力有所减小，因此在计算中考虑支撑结构与土的摩擦作用，将支撑结 构的被动土压力乘以修正系数，此处φ=28°则K=1.78 93.42452=??? ? ?+?=?οtg K K p a K 主动土压力系数 361.02452=??? ? ?-=?οtg K a 经计算y=1.5m
挡土结构的最小入土深度t 0: x y t +=0 x 可以根据P 0和墙前被动土压力对挡土结构底端的力矩相等来进行计算 ()m K K P y t a p 9.2600=-+=γ 挡土结构下端的实际埋深应位于x 之下，所以挡土结构的实际埋深应为 m t K t 5.302=?=（k 2 经验系数此处取1.2） 经计算：根据抗倾覆稳定的验算，36号工字钢需入土深度为3.5米，实际入土深度为3.7米，故：能满足滑动稳定性的要求 2、支撑结构内力验算 主动土压力：a a a K cH K H P 22 12-=γ 被动土压力：p p p cK K H P 22 12+=γ 最后一部支撑支在距管顶0.5m 的地方，36b 工字钢所承受的最大剪应力 d I Q d I Q S S z x x z ???? ??==*max max *max max max τ ,3.30* max cm I S z x = d=12mm,经计算 []ττ<=a MP 6.26max 36b 工字钢所承受的最大正应力 []σσ<==a MP W M 9.78max 经过计算可知此支撑结构是安全的 3、管涌验算： 基坑开挖后，基坑周围打大口井两眼，在进出洞口的位置，可降低 经计算25.12' ' ''=-γγγωh kh 因此此处不会发生管涌现象
塔式起重机抗倾覆计算及基础设计
塔式起重机抗倾覆计算 及基础设计 公司内部编号：（GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI-
塔式起重机抗倾覆计算及基础设计 一、基础的设置：根据塔式起重机说明书基础设置要求的技术参数及对地基的要求 选用基础设计图，基础尺寸采用××，基础砼标号为C35（7天和28天期龄各一组）， 要有砼检测报告，基础表面砼平整度要求≤1/1000，塔式起重机预埋螺栓材料选用40Cr 钢，承重板高出基础砼面5~8㎜左右，要有排水设施。 二、塔式起重机抗倾覆计算 ①、塔式起重机的地基为天然地基，必须稳妥可靠，在表面上平整夯实，夯实后的 基础的承压能力不小于200kPa，基础的总重量不得小于80T，砼标号不得小于 C35，砼的捣 制应密实，塔式起重机采用预埋螺栓固定式。 ②、参数信息：塔吊型号：QTZ5510，塔吊起升高度H：，塔身宽度B：，自重F K ：453kN，基础承台厚度h：，最大起重荷载Q：60kN，基础承台宽度b：，混凝土强度等级：C35。 ③、塔式起重机在安装附着前，处于非工作状况时为最不利工况，按此工况进行设计计算。塔式起重机受力分析图如下： 根据《塔式起重机说明书》，作用在塔吊底座荷载标准值为：M K =1654kn·m， F K = 530KN，Fv K =，砼基础重量G K = 835KN ④、塔式起重机抗倾覆稳定性验算： 为防止塔机倾覆需满足下列条件： 式中e----- 偏心距，即地基反力的合力至基础中心的距离； M K ------ 相应于荷载效应标准组合时，作用于矩形基础顶面短边方向的力矩值； Fv K ------相应于荷载效应标准组合时，作用于矩形基础顶面短边方向的水平荷载； F K -------塔机作用于基础顶面的竖向荷载标准值； h ---------基础的高度（h=）； G K ----------基础自重； b---------矩形基础底面的短边长度。(b= 将上述塔式起重机各项数值M K 、Fv K 、F K 、h、G K 、b代入式①得： e =＜ b/3= 偏心距满足要求，抗倾覆满足要求。 三、塔式起重机地基承载力验算：根据岩土工程详细勘察报告资料，1#塔吊基础底板处承载力特征值为372Kpa。取塔式起重机基础底土层的承载力标准值为372Kpa，根据《TCT5613塔式起重机使用说明书》，采用塔式起重机基础：长×
第四章 抗倾覆稳定性校核
第四章 起重机整机稳定性计算 带悬臂的龙门起重机，除验算沿大车运行方向空载起、制动时的稳定性，还须验算垂直于轨道方向的稳定性，由于集装箱的迎风面积不大，运行速度较低，故满载时的稳定性可不计算。 4.1.空载起重机沿轨道方向起、制动时的载重稳定性安全系数验算 ≥+++= 4 31f 1h P h P h P B G G 5.0K 小桥小桥）（ 1.4 式中 桥G ——桥架重量 ） （下横梁台车马鞍柔腿刚腿静总桥G G G G G G 2G +++++= 电栏杆轨梁静总G G G G G +++==72+3.2+6+4.2=85.4t 梁G ——主梁的自重 梁G =72t 刚腿G ——刚性支腿的自重 刚腿G =16t 柔腿G ——柔性支腿的自重 柔腿G =10t 轨G ——一根主梁上的小车轨道自重 轨G =3.2t 栏杆G ——一根主梁一侧的平台栏杆的自重 栏杆G =6t 电G ——位于平台上的电气设备的重量 电G =4.2t 马鞍G ——马鞍自重 马鞍G =8t 台车G ——大车运行台车总自重 台车G =32t 下横梁G ——下横梁自重 下横梁G =12t
桥G =2?（85.4+16+10+8+32+12）=326.8t f P ——作用在桥架和小车上的工作状态最大风力。 计算风力时，前面一排的主梁，马鞍、支腿、下横梁及大车轮组遮挡后面一排主梁、马鞍、支腿、下横梁及大车轮组。故后面一排受风面积应减小，减小程度用折算系数η表示。 风力计算公式分别为： F q CK P h f ∏∑=前 F q CK P h f η∏∑=后 F q CK P h f I∏∑=前’ F q CK P h f ηI∏∑=后’ 式中p ’——作用在桥架与小车上的非工作状态的最大风力； C ——风力系数 c=1.6 h K ——风压高度变化系数 h K =1 计算非工作风压时，h K =1.13 ∏q ——第Ⅱ类载荷的风压值∏q =250Pa I∏q ——第Ⅲ类载荷的风压值I∏q =250Pa η——折算系数，根据b/h 值查<起重机金属结构> h1——桥架与小车挡风面积形心高度 工作状态最大风力f P 及非工作状态最大风力P ’f 和其相应的迎风面和形心至大车运行轨顶的高度h ，计算如表： 名称 迎风面积 A （m2） 形心高度h1 (m) 工作风载 t 非工作风载 t 力 矩 1 f P h ∑ 1' ' f P h ∑ 主梁 141.6 18.7 5.66 20.46 105.84 382.60 刚腿 15.6 15 0.507 1.83 7.61 27.45 柔腿 17.42 16 0.695 2.50 11.12 40 马鞍 2.8 22.3 0.112 0.40 2.5 8.92
起重机抗倾覆稳定性分析
起重机抗倾覆稳定性分析 【摘要】起重机是一种广泛运用于工业与建筑业中的机械设备，对社会经济的发展起着非常大的作用。同时，起重机也是一种常见的特种设备，具有较大的危险性，一旦发生事故会造成较大的经济损失甚至人员伤亡。因此，起重机的安全性、可靠性一直是各个起重机设计制造和使用管理单位关注的焦点，也是特种设备监督检验机构监察的重点。对于起重机械的事故来说，倾覆事故是最危险且造成损失最大的一种事故，抗倾覆稳定性是衡量起重机械安全性能的最关键参数。本文简要介绍了国内外起重机的发展现状，重点介绍了在起重机抗倾覆稳定性方面的研究情况。针对不同起重机结构特点及作业环境，分析了典型起重机的抗倾覆稳定性，提出了计算起重机械抗倾覆稳定性的方法。 【关键词】起重机；抗倾覆稳定性；倾覆 引言 起重机作为工业、物流运输业以及建筑业中使用最广泛的特种设备，其安全性和可靠性决定了其在使用过程中发生事故的风险大小，因此需要对起重机的安全性能和事故风险进行重点关注。根据国家质检总局的统计，2013年全年，全国共发生特种设备事故227起、死亡289人、受伤274人，其中起重机械事故61起，所占比重达26.87%，死亡人数占29.07%。在发生的起重机械事故中，人员伤亡大部分是由倾覆事故造成。从2013年特种设备事故统计可见，起重机械事故数量多、损失大，倾覆事故较为突出。因此，需要我们对起重机械进行科学严谨的安全评价，重点研究倾覆事故这种损失较大的事故，从而降低乃至杜绝起重机械倾覆事故的发生，避免经济损失及人身伤亡。 1.起重机的发展现状 我国从上个世纪五十年代引进苏联技术生产出第一台起重机以来，起重机的自主生产已有五十多年的历史。从发展阶段来看，前三十年属于缓慢起步阶段，近二十年为快速发展阶段，未来十年将会是起重机行业的技术革命阶段。在上个世纪八十年代初，我国成立了起重机械行业协会，做了切合实际的发展规划，编写了国家标准及行业标准，使起重机械的研发有章可循，这是我国起重机械发展的转折点，从此进入了高速发展时期。截止到2014年底，我国已有了上千家起重机械生产厂家，年生产各类起重机械几十万台，年产值两千多亿，从业人员已达三十多万人，生产各种规模起重机械达上百种。在今后的一段时期里，起重机械仍将处于稳健发展时期。产品将向着超大型化、智能化、高可靠性发展，在安全性方面将最大程度的降低起重机事故率，降低事故造成的经济损失和死亡率。 2.国内外起重机抗倾覆稳定性研究简介 国内的起重机抗倾覆稳定性研究开展较晚，早起的起重机械一般凭借引进的苏联经验，按照一定的经验公式来选取安全系数进行设计。进入二十世纪八十年
抗倾覆稳定性验算
抗倾覆稳定性验算 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020
五、施工计算 1、抗倾覆稳定性验算 本工程基坑最深米左右，此处的土为粘性土，可以采用“等值梁法”进行强度验算。 首先进行最小入土深度的确定： 首先确定土压力强度等于零的点离挖土面的距离y ，因为在此处的被动土压力等于墙后的主动土压力即： ()a p b K K P y -=γ 式中：P b 挖土面处挡土结构的主动土压力强度值，按郎肯土压力理论进行计 算即 a a b K cH K H P 22 12-=γ γ 土的重力密度 此处取18KN/m 3 p K 修正过后的被动土压力系数（挡土结构变形后，挡土结构后的土破坏棱柱体向下移动，使挡土结构对土产生向上的摩擦力，从而使挡土结构后的被动土压力有所减小，因此在计算中考虑支撑结构与土的摩擦作用，将支 撑结构的被动土压力乘以修正系数，此处φ=28°则K= 93.42452=??? ? ?+?=? tg K K p
a K 主动土压力系数 361.02452=??? ? ?-=? tg K a 经计算y= 挡土结构的最小入土深度t 0: x y t +=0 x 可以根据P 0和墙前被动土压力对挡土结构底端的力矩相等来进行计算 ()m K K P y t a p 9.2600=-+=γ 挡土结构下端的实际埋深应位于x 之下，所以挡土结构的实际埋深应为 m t K t 5.302=?=（k 2 经验系数此处取） 经计算：根据抗倾覆稳定的验算，36号工字钢需入土深度为米，实际入土深度为米，故：能满足滑动稳定性的要求 2、支撑结构内力验算 主动土压力：a a a K cH K H P 22 12-=γ 被动土压力：p p p cK K H P 22 12+=γ 最后一部支撑支在距管顶的地方，36b 工字钢所承受的最大剪应力 d I Q d I Q S S z x x z ???? ??==*max max *max max max τ ,3.30* max cm I S z x = d=12mm,经计算 []ττ<=a MP 6.26max 36b 工字钢所承受的最大正应力 []σσ<==a MP W M 9.78max 经过计算可知此支撑结构是安全的
独柱支承梁式桥倾覆稳定性分析及抗倾覆措施研究
题目：独柱支承梁式桥倾覆稳定性分析 及抗倾覆措施研究
摘要 目前，国内公路桥梁规范、城市桥梁规范及铁路桥梁规范均未提及独柱支承梁式桥倾覆稳定性本质特征及验算方法，也未对桥梁抗倾覆措施作出具体规定。为减免独柱支承梁式桥倾覆事故的发生，对该类桥梁倾覆稳定性及抗倾覆措施进行研究。根据结构受力特点及其倾覆破坏特征，独柱支承梁式桥分为：中墩固结独柱支承梁式桥、中墩铰结直线独柱支承梁式桥、中墩铰结曲线独柱支承梁式桥。揭示了中墩固结独柱支承梁式桥倾覆破坏为构件强度破坏；中墩铰结独柱支承梁式桥倾覆破坏首先表现为边支座脱空，然后出现中墩支座转角超限，最终发生结构倾覆的本质特征。推导了独柱支承梁式桥倾覆稳定性验算方法，并通过对北京市典型桥梁倾覆稳定性分析，发现中墩铰结直线独柱支承梁式桥倾覆破坏表现为边支座脱空；中墩铰结曲线独柱支承梁式桥倾覆破坏表现为中墩支座转角超限。同时对保证桥梁倾覆稳定性的结构构造及抗倾覆措施进行了研究，得出边墩设置抗倾覆措施对提高主梁抗倾覆能力更有效。通过上述研究，可供同类桥梁的设计及维修加固参考。 关键词：独柱支承，倾覆稳定性，荷载系数，临界状态，抗倾覆措施
目录 摘要 (Ⅱ) 绪论 (1) 一、独柱支承梁式桥分类及其倾覆破坏特征研究 (2) 1、独柱支承梁式桥分类 (2) 2、各类独柱支承梁式桥倾覆破坏特征研究 (2) 二、独柱支承梁式桥倾覆稳定性验算方法 (4) 1、倾覆临界状态的确定 (4) 2、中墩铰接独柱支承梁式桥倾覆稳定性验算方法 (5) 3、稳定验算的初始状态 (6) 三、北京市独柱支承梁式桥倾覆稳定性研究 (7) 1、典型研究模型的选取 (7) 2、倾覆稳定性分析结果 (7) 四、抗倾覆措施研究. (13) 1、抗倾覆措施原则 (13) 2、抗倾覆措施抗倾覆能力分析 (14) 结论. (16) 参考文献. (18)
连续梁抗倾覆稳定性计算(跨北江大道连续梁)
跨北江大道连续梁临时支墩抗倾覆稳定性验算 一、支架形式 跨北江大道连续梁跨度（50+80+50）m。0#块支架采用钢管立柱形式。在主墩一级承台顶面，顺桥向两侧，距墩中心线纵向3.8m处，各设置3根共6根φ800mm钢管（δ14），横桥向相邻钢管柱之间的中心距2.25m。承台上顺桥向两侧，在φ800mm钢管立柱周围，布设老新混凝土面连接钢筋。混凝土浇注后，钢管内填充细砂。为加强钢管立柱的稳定性，钢管柱之间用槽钢剪刀连接，立柱连结成整体。为加强钢管立柱的稳定性，加工2根30双槽钢，用双槽钢将两立柱连结成整体。支架布置形式见下图 二、计算过程 在0#块浇筑完毕后将6根Φ800mm钢管立柱接高至0#块底板，并与0#块底板预埋钢板标准焊接，作为临时支墩。对其结构形式进行简化，假定梁体向右侧倾斜，计算简图见下图：
施工时采用的临时固结措施必须能够承受最不利荷载组合，悬浇至最大悬臂长度时，在最不利荷载组合下，临时固结支墩承受的力为：N=27450KN ，M=14566KN ?m （设计给定值）。 按照静力平衡原则得出以下公式： R A +R B =N R B ×L = R A ×L+M L=3.8m ，将数据代入公式，经计算得R B =15641.58KN ，R A =11808.42KN 。 由计算知，钢管立柱应能承受R A 、R B 中较大的力即15641.58KN ， 对钢管柱进行验算 钢管柱采用外径800mm ，壁厚14mm 的圆钢管，材质Q235。每根钢管柱承受压力为F=15641.58÷3=5213.86KN 。按照轴心受压构件验算。 根据布置情况，钢管柱长度为8m 。 回转半径x i i 0.239y m == = = 长细比0l /8/0.23933.47x i λ=== 按A 类构件查表得：0.956 φ = 故每根立柱可承受的荷载为： 2 2 6 0.9560.40.386215107101.93kN N π?-??=（） 每根钢管柱承担的荷载为5213.86KN ，小于其承载力，故钢管柱整体稳定性安全。 支架结构能够满足施工要求。 对钢管柱的局部稳定性进行验算： 按照公式 计算，800÷14=57.14<100×(235÷215)=109.30 钢管柱的局部稳定性满足要求。 由上述计算，钢管立柱做临时固结措施即可满足图纸无砟轨道(50+80+50)m 预应力混凝土连续梁(双线)(悬灌施工) 佛肇施图(桥)-桥参修10设计要求。 因跨北江大道连续梁未在墩顶设置精轧螺纹钢做为临时固结措施，为安全起
抗倾覆验算
一、便桥墩身抗倾覆检算 说明：1# 墩为已完成墩身，且新建线路中线与1#墩身中线偏移0.19m ，详见平面图所示。 1#墩为最不利墩身，故以1#墩来检验墩身的抗倾覆安全性。 1、竖向力 竖向恒载： 2=95.75+39.2 x 9.2=456.39KN（桥跨上部结构自重） N2=562.5KN （墩身自重） N3=687.5KN （基础自重） 竖向活载： N4=1045.884KN （支点反力）Mx=18.068KN -m （支点反力对基底长边中心轴x-x轴力之矩） 2、水平力 制动力的大小均按竖向静活载（不包括冲击力）的10%计算，作用点在轨顶2m;离心力等于离心力率乘以支座的静活载反力N4，作用点在轨顶2m。 制动力T1 ： T1= （N1+N2+N3+N4 ）x 10%=275.227KN 离心力T2： T2=C x N4 离心力率通过C=V2/ （127R）计算，其中V为设计行车速度5Km/h , R为曲线半径400m, 代入可得：C=52/（127x 400）=0.0005 T2=0.0005 x 1045.884=0.523KN 3、风荷载（作用在墩身上的风力T 墩、作用在列车上的风力T 列车）： 作用在桥梁受风面上的静压力，按《桥规》规定的标准求出最大风速后，通过风速与风压
关系公式Wo= Y V（2q）求出基本风压值, 式中Wo 为基本风压值（Pa） 2 q 为重力加速度（m/s2） 3 丫为空气重度（N/m ） v 为平均最大风速（m/s ） 取标准大气压下，常温为15 摄氏度时的空气重度12.255N/m 3、纬度45 度处重力加速度为 9.8m/s2， 代入公式可以得出Wo=v2/1.6，查表v取12m/s计算得出Wo=90Pa 作用于桥梁上的风荷载强度W（Pa）按下式计算W=K1 K2?K3?Wo，查表取K1=1.0,K2=1.0,K3=0.8 代入公式 可得W=72Pa 墩风压计算取横向迎风面积S=a x h,其中1#墩的a值为1.8m , h为墩高度5m代入 2 可得墩迎风面积为9m , T墩=9 x 72=0.65KN。 计算风力时，标准规矩列车横向受风面积等于受风面积按3m搞的长方带计算，作用点在轨面上2m高度处。 桥上有车时：W=K1 K2?800=800Pa < 1250Pa，列车迎风面积为 3 x（12.5+9.5+9+10 ）=96m2。T 列车=96x 800=76.8KN。 设基底截面重心至压力最大一边的边缘的距离为y （荷载作用在重心轴上的矩形基础且y=b/2 ）,外力合力偏心距为e。，则两者的比值Ko可反映基础倾覆稳定性的安全度，Ko 称为抗倾覆稳定系数。 即Ko=y/ e o e o=（工Piei 十工Tihi）/ 工Pi y=b/2=5/2=2.5m e=0.19m
结构抗倾覆验算及稳定系数计算
结构抗倾覆验算及稳定系数计算 【摘要】结构的整体倾覆验算直接关系到结构的整体安全，是结构设计中一个重要的整体指标，本文就结构抗倾覆验算、抗倾覆稳定系数以及工程中应注意的事项进行阐述。 【关键词】整体倾覆验算；抗倾覆稳定系数 一、当高层、超高层建筑高宽比较大，水平风、地震作用较大，地基刚度较弱时，结构整体 倾覆验算很重要，它直接关系到结构安全度的控制。 2009年6月27日发生在上海闵行区的13层在建楼房整体倒塌事件就是一个典型的事故案例。《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010（以下简称《高规》），《建筑抗震设计规范》GB50011-2010（以下简称《抗规》），《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011（以下 简称《地基规范》），《高层建筑筏形与箱形基础技术规范》JGJ6-2011（以下简称《箱基规范》）均对抗倾覆验算有规定。对单幢建筑物，在均匀地基的条件下，基础底面的压力和基 础的整体倾斜主要取决于作用的准永久组合下产生的偏心距大小。对基底平面为矩形的筏基，在偏心荷载作用下，结构抗倾覆稳定系数KF可用下式表示： 其中：MR—抗倾覆力矩值，MR = GB/2；MOV—倾覆力矩值，MOV = V0(2H2/3+H1)=Ge；图2 基地反力计算示意图中，B—基础底面宽度，e—偏心距，a—合力作用点至基础底面最大压力 边缘的距离。 偏心距e、a、基础底面宽度B、结构抗倾覆稳定系数KF推导关系如下：a+e=B/2 （1） 3a+c=B （2）有（1）式、（2）式可推出： 从式中可以看出，偏心距e直接影响着抗倾覆稳定系数KF， KF随着e/B的增大而减小，因 此容易引起较大的倾斜。典型工程的实测证实了在地基条件相同时，e/B越大，则倾斜越大。高层建筑由于楼身质心高，荷载重，当筏形基础开始产生倾斜后，建筑物总重对基础底面形 心将产生新的倾覆力矩增量，而倾覆力矩的增量又产生新的倾斜增量，倾斜可能随时间而增长，直至地基变形稳定为止。因此，为避免基础产生倾斜，应尽量使结构竖向荷载合力作用 点与基础平面形心重合，当偏心难以避免时，则应规定竖向合力偏心距的限值。 （1）《高规》12.1.7条，对于高宽比H/B＞4的高层建筑，基础底面不宜出现零应力区；对 矩形基础，上述要求可表达为：ek≤B/6。 （2）《高规》12.1.7条，对于高宽比H/B≤4的高层建筑，基础底面与地基土之间的零应力 区面积不应超过基础底面积的15%；对矩形基础，上述要求可表达为：ek≤1.3B/6。 （3）《高规》第12.1.6条，《地基规范》第8. 4. 2条，《箱基规范》第5.1.3条都规定高 层建筑筏基偏心距eq的限值。位于均匀地基及无相邻建筑荷载影响条件下的单栋建筑，基 底平面形心宜与结构竖向永久荷载重心重合。当不能重合时，在作用的准永久组合下，其偏 心距宜符合下列要求：eq≤0.1W/A。对矩形基础，上述要求可表达为：eq≤B/60。 W—与偏心距方向一致的基础底面边缘抵抗矩； A—基础底面面积； （4）《抗规》第4.2.4条，《箱基规范》第5.3.3条规定，基础除满足非抗震设计时的一般 要求外，还需满足基础底面与地基土之间零应力区面积的特殊要求，当高宽比H/B＞4的高 层建筑，在地震作用下基础底面不宜出现零应力区；对矩形平面的基础，该要求可表达为：ee≤B/6。其他建筑，基础底面与地基土之间零应力区面积不应超过基础底面积的15%；对矩 形平面的基础，上述要求可表达为: ee≤1.3B/6。《箱基规范》第5.3.3条另规定，与裙房相连 且采用天然地基的高层建筑，在地震作用下主楼基础底面不宜出现零应力区。