挡土墙设计

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1、精选优质文档-倾情为你奉上一、挡土墙设计计算书1、挡土墙设计基本资料墙身构造：拟采用浆砌片石重力式路堤墙，如图所示。墙高H7m，填土高a=2m，填土边坡1：1.5，墙背仰斜，1：0.25（-1402），墙身分段长度为10m。车辆荷载：设计荷载：汽车20级；验算荷载：挂车100。土壤地质情况：墙背填土容重18KN/m3，计算内摩擦角35，填土与墙背间的摩擦角/2；粘性土地基，容许承载力0250KPa，基底摩擦系数f0.30。墙身材料：2.5号砂浆砌25号片石，砌体容重K22KN/m3；按原“规范”砌体容许压应力a=600KPa，容许剪应力100KPa，容许拉应力W60KPa。一车辆荷载换算1试算

2、不计车辆荷载作用时破裂棱体宽度B，假定破裂面交于荷载内由于路肩宽度d=0.5mB=2.21m，所以可以确定破裂面交与荷载内侧。堤顶破裂面至墙踵荷载内缘至墙踵荷载外缘至墙踵由上有：5.256.9612.75; 易知破裂面交于荷载内。2布载，换算土层厚度查阅公路工程技术标准(JTG+B01-2003)可知：公路-II级基本相当于汽车-20级车辆荷载。车辆荷载布置图可知道：汽车-20级时：.则挡土墙的计算长：挡土墙的计算长度取值车辆荷载布置图(公路-II级)：车辆荷载布置图由在不加荷载时破裂棱体宽度，路肩宽，所以取车辆荷载：Q=300换算土层厚度：验算荷载：挂车布置在路基全宽。3考虑车辆荷载时作用时

3、的土压力计算则考虑车辆荷载后的破裂棱体宽度值为：由于路肩宽度d=0.5mB=2.423m，所以可以确定破裂面交与荷载内侧。堤顶破裂面至墙踵荷载内缘至墙踵荷载外缘至墙踵由上有：5.257.17312.75; 易知破裂面交于荷载内。二计算主动土压力及其作用位置主动土压力系数：采用公路设计手册（路基）第二版表321采用第6类公式计算：主动土压力： 作用位置：因基底倾斜，土压力对墙趾O的力臂为：验算荷载：挂车100计算方法采用的公式同设计荷载，在计算中，取计算结果如下：比较设计荷载与验算荷载的计算可知，验算荷载时的土压力大。若墙身断面尺寸系由滑动控制，则可肯定按验算荷载时的土压力计算，因对的要求1.3

4、。本设计中，基底摩擦系数小，仅为估计为滑动控制，故先采用挂车100的土压力计算。三、拟定挡土墙尺寸（取一延米计算）选择墙面平行于墙背，基底倾斜1:4（）。通过计算，选定墙顶宽计算墙身自重及其力臂四挡土墙验算1、抗滑稳定性验算2、 抗倾覆稳定性验算3、基底应力验算4、 截面应力验算墙面、墙背相互平行，截面的最大应力出现在接近基底处。可根据上述偏心距与基底应力计算结果分析是否满足墙身材料要求。五、绘制挡土墙纵横断面图（1：100）。2、 水泥混凝土路面设计一、设计资料 公路自然区划去拟新建一条水泥混凝土路面一级公路，路基为含杀低液限粘土。据交通调查得知，交通量年平均增长率为8%，设计年限使用初期标

5、准轴载日作用次数为15000。二、设计内容1、累计当量轴次计算由表16-20(教材P479），一级公路的设计基准期为30年，安全等级为二级。由表16-3(教材P459）横向分布系数为0.20。交通量年平均增长率8%。 则设计基准期内设计车道标准轴载累积作用次数为查(表16-4教材P459）可知路面面层等级为特重交通。2、初拟路面结构由表16-17(教材P477)查得，初拟普通水泥混泥土路面层厚度为h=0.26m, 基层选用沥青混凝土（中粒式），厚为h1=0.05m。底基层厚度为h2=0.20m的石灰粉煤灰稳定碎石。普通水泥混凝土板的平面尺寸宽为3.75m,长为5.0m。纵缝为设拉杆平缝，横缝为

6、设传力杆假缝。3、材料参数的确定（1）混泥土的设计弯拉强度与弹性模量由表16-11(教材P474）取普通混泥土面层的弯拉强度标准值,相应弯拉弹性模量标准值为。（2）土基的回弹模量路基回弹模量取。由表16-14（教材P474）可得沥青混凝土基层回弹模量取，二灰稳定粒料基层回弹模量取。按式16-53(教材P481)，计算基层顶面当量回弹模量如下：4、荷载疲劳应力计算普通混凝土面层的相对刚度半径按16-52b（教材P481）计算为按式16-52a（P481），标准轴载在临界荷位处产生的荷载应力计算为因纵缝为设拉平缝，接缝传荷能力的应力折减系数。考虑设计基准期内荷载应力累计疲劳作用的疲劳应力系数。根据

7、公路等级，由公路水泥砼路面设计规范(JTG D40-2002)附录B，考虑偏载和动载等因素对路面疲劳损坏影响的综合系数。按式（B.1.2），荷载疲劳应力计算为5、温度疲劳应力计算由表16-28（教材P483），区最大温度梯度区92/。板长，。由图16-14（教材P483）可查普通混凝土板厚, 按式16-56（教材P483），最大温度梯度时混凝土板的温度翘曲应力计算为温度疲劳应力系数，由表16-29（教材P484）可得，自然区划为区，式中：a=0.834,b=0.052,c=1.270.按式16-57（教材P483）计算为再由式16-55(教材P483）计算温度疲劳应力为6、可靠度计算查表16-

8、20(教材P479)，一级公路的安全等级为二级，相应于二级安全等级的变异水平等级为中级，目标可靠度为90%，再根据查的目标可靠度变异水平等级，查表16-22(教材P480），确定可靠度系数，按式（16-48教材P480）可得：因而所选的普通混凝土面层厚度，可以承受设计基准期内荷载应力和温度应力的综合疲劳应力。7、用HPD2003公路路面设计程序系统进行验算设 计 内 容 : 新建单层水泥混凝土路面设计公 路 等 级 : 一级公路变异水平的等级 : 中 级可 靠 度 系 数 : 1.23 面 层 类 型 : 普通混凝土面层 （1） 计算设计基准期内设计车道上的累计当量轴次：首先按照规范或教材中的

9、公式计算设计基准期内设计车道上的累计当量轴次Ne。（2） 拟定路面结构组成，确定材料参数，计算基层顶面的当量回弹模量：根据设计者的经验及规范或教材的相应规定，先初拟路面结构并确定材料参数，并计算基层顶面的当量回弹模量Et。序号路 面 行 驶车辆名称单轴单轮 组的个数 轴载总重 交通量1标准荷载110015000行驶方向分配系数 1 车道分配系数 1 轮迹横向分布系数 0.2 交通量年平均增长率 8 混凝土弯拉强度 5 MPa 混凝土弯拉模量 31000 MPa混凝土面层板长度 5 m 地区公路自然区划 面层最大温度梯度 92 /m 接缝应力折减系数 0.87 基(垫)层类型- 新建公路土基上修

10、筑的基(垫)层层位 基（垫）层材料名称 厚度(mm) 回弹模量(MPa)1中粒式沥青混凝土5012002 石灰粉煤灰稳定粒料20015003土基 45基层顶面当量回弹模量 ET= 202.3 MPa（3）确定水泥混凝土的设计抗弯拉强度及混凝土的弯拉弹性模量。按表得，按表得。（4）水泥混凝土路面板厚设计及验算：计算荷载疲劳应力和温度疲劳应力，确定可靠度系数r，根据相应的公式检验初拟路面结构是否满足规范要求，如果不满足要求，应重新拟定路面结构并进行计算，直到满足要求为止，并用HPDS2003公路路面设计程序系统进行验算，最后画出选定的路面结构图。HB= 260 BX= 0.58SCR= 4.11

11、r= 0.748 STM= 2.17 GSCR= 5.06 SPS= 0.96 KT= 0.51RE= 1.2 % SPR= 3.01 STR= 1.1 HB= 262BX= 0.56SCR= 4.02 r= 0.753 STM= 2.09 GSCR= 4.94 SPS= 0.95 KT= 0.5 RE=-1.2 % SPR= 2.98 STR= 1.04设计车道使用初期标准轴载日作用次数 : 15000 路面的设计基准期 : 30 年设计基准期内标准轴载累计作用次数 : 1.E+08 路面承受的交通等级 :特重交通等级基层顶面当量回弹模量 : 202.3 MPa混凝土面层设计厚度 : 262

12、 mm 3、 沥青混凝土路面设计一、设计资料某高速公路地处2区，为双向四车道，设计年限15年，拟采用沥青路面结构进行施工图设计；一般路基处于中湿路段，土质为中液限粘土，填方路基高1.8m，地下水位距路床2.4m；沿线有碎石场，附近河流有中、粗砂，筑路材料丰富；根据现有交通量调查，使用年限内交通量年平均增长率8%，预计路面竣工后第一年的交通量及车辆组成如下表（下表中的数据为双向双车道调查的结果），现拟定路面结构为：4cm细粒式沥青混凝土+5cm中粒式沥青混凝土+6cm粗粒式沥青混凝土+水泥稳定碎石？+16cm天然砂砾，试计算设计层。车 型前轴重（KN）后轴重（KN）后轴数后轴距辆/日黄河JN15

13、148.3100.31/300解放CA1521.070.41/400黄河JN16358.6114.01/600江淮HFF315049.296.31/300东风EQ15526.556.723m400日野ZH433C60.0110.023m200二、设计内容1、轴载当量换算(换算方法:弯沉及沥青层拉应力指标) 汽车类型前轴重(kN)后轴重(kN)黄河JN15148.3100.311300317解放CA152170.41140087黄河JN16358.6114116001120江淮HFF315049.296.311300268东风EQ15526.556.72.2140077日野ZH433C60110

14、2.2120071425832、设计年限累计当量标准轴载数 高速公路设计年限取15年，双向四车道的车道系数取0.5。按式14-6（教材379）得：3、计算设计弯沉值由设计资料可得,则由式14-21(教材390)得:4、材料参数的确定本路段地处区，需验算最小防冻厚度，根据书中389页表格，取防冻厚度为60cm；根据书中399页表格，取各层抗拉模量和抗压模量如下表；路面材料名称厚度(cm)抗压模量抗拉模量细粒式沥青混凝土414002000中粒式沥青混凝土512001600粗粒式沥青混凝土69001200水泥稳定碎石3315001500天然沙砾16550550根据规范，面层推荐最小厚度为12-18c

15、m，故取15cm；5、用HPDS2003公路路面设计程序进行设计计算 计算结果以及验算结果见下页汇总。（1） 计算设计年限内设计车道上的累计当量轴次和设计弯沉值：首先按照规范中的轴载换算公式进行轴载换算，并计算设计基准期内设计车道上的累计当量轴次Ne和设计弯沉值Ld。 序号车 型 前轴重(kN)后轴重(kN) 后轴数 后轴轮组数后轴距(m)交通量1 黄河JN151 48.3100.31双轮组 3002 解放CA15 21.070.41双轮组4003黄河JN163 58.6114.01双轮组 6004江淮HFF3150 49.296.31双轮组 3005东风EQ155 26.556.72双轮组

16、3m4006 日野ZH433C 60.0110.023m200设计年限 15 车道系数 0.5 交通量平均年增长率 8 当以设计弯沉值为指标及沥青层层底拉应力验算时 :设计年限末年日平均当量轴次 : 3141 设计年限内一个车道上累计当量轴次 : 当进行半刚性基层层底拉应力验算时 :设计年限末年日平均当量轴次 : 3816 设计年限内一个车道上累计当量轴次 : 公路等级 高速公路公路等级系数 1 面层类型系数 1 基层类型系数 1 路面设计弯沉值 : 27.1 (0.01mm)层位 结 构 层 材 料 名 称 劈裂强度(MPa)容许拉应力(MPa)1细粒式沥青混凝土 1.4 0.522中粒式沥

17、青混凝土 10.373粗粒式沥青混凝土0.80.274水泥稳定碎石 0.60.315天然砂砾（2）按照路基土类型和干湿类型，确定土基回弹模量值。（3）拟定设计层厚度，确定各结构层材料的设计参数。公 路 等 级 : 高速公路新建路面的层数 : 5 标 准 轴 载 : BZZ-100路面设计弯沉值 : 27.1 (0.01mm)路面设计层层位 : 4 设计层最小厚度 : 15 (cm)层位结 构 层 材 料 名 称 厚度(cm)抗压模量(MPa)抗压模量(MPa)容许应力(MPa)1 细粒式沥青混凝土4140020000.522 中粒式沥青混凝土5120016000.373 粗粒式沥青混凝土 69

18、0012000.274水泥稳定碎石33150015000.315天然砂砾165505506土基 30按设计弯沉值计算设计层厚度 : LD= 27.1 (0.01mm) H( 4 )= 30 cm LS= 29.1 (0.01mm) H( 4 )= 35 cm LS= 25.7 (0.01mm) H( 4 )= 32.9 cm(仅考虑弯沉) 按容许拉应力验算设计层厚度 : H( 4 )= 32.9 cm(第 1 层底面拉应力验算满足要求) H( 4 )= 32.9 cm(第 2 层底面拉应力验算满足要求) H( 4 )= 32.9 cm(第 3 层底面拉应力验算满足要求) H( 4 )= 32.

19、9 cm(第 4 层底面拉应力验算满足要求) 路面设计层厚度 : H( 4 )= 32.9 cm(仅考虑弯沉) H( 4 )= 32.9 cm(同时考虑弯沉和拉应力) 验算路面防冻厚度 : 路面最小防冻厚度 60 cm 验算结果表明 ,路面总厚度满足防冻要求 . 通过对设计层厚度取整, 最后得到路面结构设计结果如下: - 细粒式沥青混凝土 4cm - 中粒式沥青混凝土 5cm - 粗粒式沥青混凝土 6 cm - 水泥稳定碎石 33 cm - 天然砂砾 16 cm - 土基（4） 根据设计弯沉值计算路面厚度，并进行层底拉应力验算：用HPDS2003公路路面设计程序系统进行设计计算，计算设计弯沉值

20、和各层容许拉应力、层底拉应力，直到满足要求为止，最后画出选定的路面结构图公 路 等 级 : 高速公路新建路面的层数 : 5 标 准 轴 载 : BZZ-100层位结 构 层 材 料 名 称 厚度(cm)抗压模量(MPa)抗压模量(MPa)计算信息1 细粒式沥青混凝土414002000 计算应力2 中粒式沥青混凝土512001600 计算应力3 粗粒式沥青混凝土 69001200 计算应力4水泥稳定碎石3315001500 计算应力5天然砂砾16550550 计算应力6土基 30 计算新建路面各结构层及土基顶面竣工验收弯沉值 : 第 1 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 27 (0.01mm)

21、第 2 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 29.2 (0.01mm) 第 3 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 32.3 (0.01mm) 第 4 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 36.7 (0.01mm) 第 5 层路面顶面竣工验收弯沉值 LS= 207.2 (0.01mm) 土基顶面竣工验收弯沉值 LS= 383.1 (0.01mm)(根据“基层施工规范”第88页公式) LS= 310.5 (0.01mm)(根据“测试规程”第56页公式) 计算新建路面各结构层底面最大拉应力 : 第 1 层底面最大拉应力 ( 1 )=-0.255 (MPa) 第 2 层底面最大拉应力 ( 2 )=-0.115 (MPa) 第 3 层底面最大拉应力 ( 3 )=-0.063 (MPa) 第 4 层底面最大拉应力 ( 4 )= 0.138 (MPa)专心-专注-专业