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1、挡土墙设计一 基本资料某新建公路K2+310 K2+420路段拟采用浆砌片石重力式路肩墙，具体设计资料列于下：1. 路线技术标准：一级公路;。2. 填料为砂性土，其密度=19KN/m，计算内摩擦角=35，填料与墙背间的摩擦角=/2；3. 地基为密实砂类土，其容许承载力=400Kpa，基底摩擦系数=0.40, 地基土摩擦系数=4. 墙身材料采用，砌体密度=22 KN/m，砌体 KN/m,，。6.二 挡土墙的平面、立面布置如下图1、挡土墙的正面图2、挡土墙的平面图二 挡土墙横断面设计，并拟定断面尺寸如上图所示，拟定挡土墙横断面宽度D为1.2m 基底宽B为1.43m,高度为4.77m。设计挡土墙为重
2、力式仰斜挡土墙。三 计算主动土压力 墙体自重根据拟建挡土墙的条件浆砌块石，查得墙背摩擦角为，此处取=，墙后填土倾斜，=，故。墙后填土选择为沙类土,容重为。最大土压力公式 其中则其中附加荷载强度q值由表6-5经内插法计算可得q=17.5土压力的竖向分力：土压力的水平分力：四 验算挡土墙抗滑、抗倾覆稳定性首先，通过计算分别求得挡土墙自重G的作用点，以及其到墙踵的水平力矩Z。如图所示，将挡土墙分为三个部分，非别求出个各部分的（G1,Z1）、(G2,Z2)和(G3,Z3),从而进一步求得重心位置和Z。经简单计算，得由于挡土墙重度一致，则用同样的方法可以求得土压力作用点的竖直力矩Zy和水平力矩Zx 则E
3、a的作用点距墙踵的垂直距离为得 Z=1.50+Ztan=1.88m抗滑稳定性验算为保证挡土墙抗滑稳定性，应验算其在土压力及其他外力作用下，基底摩阻力抵抗土墙滑移的能力。一般情况下应满足：式中：基底倾角 基底摩擦系数，取0.4 主动土压力分项系数，根据细则，取1.4因70.6866.99,即得出结论：设计挡土墙满足抗滑稳定性要求。抗倾覆稳定性验算为保证挡土墙的抗倾覆稳定性，须验算它抵抗墙身绕墙趾向外转动倾覆的能力式中：墙身、基础及其上的土合力重心到墙趾的水平距离（m）即可得出结论：设计挡土墙满足抗倾覆稳定性要求。六 验算基底应力及偏心距分析知此挡土墙受到偏心荷载的作用则作用于基底的合力偏心距e为
4、：式中：B为基底宽度，取1.43m=0.759则 由于,所以其中当基底有倾斜时，其中：基地倾斜角 W低水位浮力（KN）,此处取W值为0 垂直恆载，取值1.20 基底倾角则基底边缘应力还应满足下列公式其中：经计算，基地平均应力与最大应力均满足要求。七 验算墙身截面强度强度计算如图，取1-1面为验算断面，按每延米墙长计算：式中：设计轴向力（kN）, 墙顶防撞护栏重量换算集中力： 重要度系数，根据规范墙高5m等级为一级的道路取值为1.0 主动土压力引起的轴向力，即Ey 荷载组合系数，据规范6-17取1.0稳定计算式中：轴向力偏心影响系数弯曲平面内的纵向翘曲系数，按下式计算： 2H/B,H为墙有效高度
5、（是下端固定，上端自由，m）,B为墙的宽度（m）系数，据规范6-20取0.002材料极限抗压强度（kPa）,取0.71MPa抗力分项系数，据规范6-18选用值2.13=402.653m500东风EQ14023.769.21双-400东风EQ15526.556.72双-500长征XD98037.172.652双-5002公路技术等级为高速，为双向六车道。3交通组成如表1所示，交通量年平均增长率= 9%。(二) 轴载换算我国公路水泥混凝土路面结构设计以100KN的单轴-双轮组荷载作为标准轴载。不同轴-轮型和轴载的作用次数，按公式3-1换算为标准轴载的作用次数。 公式2-1式中：Ns-100KN的单
6、轴-双轮组标准轴载的作用次数 Pi-单轴-单轮、单轴-双轮组、双轴-双轮组或三轴-双轮组轴型I级轴载的总重（KN） n-轴型和轴载级位数 Ni-各级轴型I级轴载的作用次数 i-轴-轮型系数，单轴-双轮组时，i=1，单轴-单轮组时，；双轴-双轮组时，；三轴-双轮组时，；轴载换算结果汇总如表2-2车型PI(KN)iNiNs三菱T653B前轴29.31450 1.3310-6后轴48.014500.00358黄河JN150前轴49.0014500.00497后轴101.614502255.769江淮HF150前轴45.114500.00132后轴101.514502223.356解放CA150前轴2
7、8.714004.4810-8后轴68.214000.836湘江HQP40前轴23.114502.9610-8后轴73.26.9110-64502.1110-5东风EQ140前轴23.714003.9610-8后轴69.214001.106东风EQ155前轴26.714503.0010-7后轴56.74.410-64502.2610-7长征XD980前轴37.114505.8010-5后轴72.654502.5110-8总计4450.98设计使用年限内设计车道的标准轴载累计作用次数Ne 公式2-2式中：Ne-标准轴载累计当量作用次数 t-设计基准年限 -交通量年平均增长率，=9 % -临界荷位
8、处的车辆轮迹横向分布系数，取=0.2，如表2-3 混凝土路面临界荷位车辆轮迹横向分布系数公路等级纵缝边缘处高速公路、一级公路、收费站0.17-0.22二级及二级以下公路行车道宽7m0.34-0.39行车道宽7m0.54-0.62一个车道的累计当量轴载作用次数为：(三) 结构组合设计及材料选取面层：由规范查得推荐厚度24cm，其长度5.0m，宽为4.5m。基层：采用水泥稳定粒料（水泥用量5%），厚度为25cm。垫层：采用18cm低剂量无机结合料稳定土。水泥混凝土弯拉弹性模量经验参考值弯拉强度（）1.01.52.02.53.0抗压强度（）5.07.011.014.919.3弯拉强度模量101518
9、2123弯拉强度（）3.54.04.55.05.5抗压强度（）24.219.735.841.848.4弯拉强度模量2527293133根据路基路床顶面回弹模量值经验参考值表，取路基回弹模量为40Mpa材料类型回弹模量（）材料类型回弹模量（）中粗砂80100石灰粉煤灰稳定粒料13001700天然砂砾150200水泥稳定粒料13001700未筛分碎石180220沥青碎石（粗粒式，）600800级配碎砾石（垫层）200250沥青混凝土（粗粒式，）8001200级配碎砾石（基层）250350沥青混凝土（中粒式，）10001400石灰土200700多空隙水泥碎石（水泥剂量9.5%11%）13001700
10、石灰粉煤灰土600900多空隙沥青碎石（，沥青含量2.5%3.5%600800根据垫层、基层材料回弹模量经验参考值表，可取低剂量无机结合料稳定土垫层回弹模量为600Mpa，水泥稳定粒料基层回弹模量为1300Mpa。（四） 计算基层顶面当量回弹模量基层顶面的当量回弹模量计算如下：:则: 普通水泥混凝土面层的相对刚度半径为：计算荷载疲劳应力因纵缝为设拉杆平缝，查表得到接缝传荷能力的应力折减系数kr=0.87.考虑设计基准内荷载应力累计疲劳作用的疲劳应力系数 根据公路等级，查表得到考虑偏载和动载等因素对路面疲劳损坏影响的综合系数。公路等级高速公路一级公路二级公路三级公路1.301.251.201.1
11、0则: 计算温度疲劳应力。公路自然区划、最大温度梯度（/m）8388909586929398该区最大温度梯度查表取92/m温度疲劳应力: 板长5m，L/r=5/0.620=8.06,有查图得普通混凝土板厚h=0.24m，。温度疲劳应力系数温度疲劳应力为： 应力验算高级公路的安全等级为一级，相应的目标可靠度查表可得为95%。由查表得目标可靠度和变异水平等级，查表确定可靠度系数。变异水平等级目标可靠度（%）95908580低1.201.331.091.161.041.08中1.331.501.161.231.081.131.041.07高1.231.331.131.181.071.11以下面公式判断结构是否满足要求 满足要求（五）防冻厚度检验由规范知，水泥混凝土路面防冻厚度5cm,路面总厚度，23+25+18=66cm50cm满足要求。（六）接缝设计为避免由温度产生的应力破坏，故在混凝土板中设置横缝与纵缝，此路为特重交通，故缝中设拉杆
