毕业设计手算稿.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流毕业设计手算稿.精品文档.平曲线设计JD3桩号K6+747.814 R=2000m Ls=100m计算：q=-p=J=2T-L=2438.798-867.632=9.964mZH =K6+747.814+438.798=K7+186.612各曲线要素计算如下表:JDZHHYYHHZQZJD12462.7662077.059 2177.0592737.474 2837.474 2457.266JD25408.9924841.741 4941.7415853.962 5953.962 5397.852JD36747.8146312.237 641

2、2.2377073.969 7186.612 6743.103JD48082.467734.106 7834.1068323.024 8423.024 8078.565竖曲线设计变坡点桩号K5+299.588 高程为506.284m ,i1、 计算竖曲线要素 , 为凸形 曲线长:m切线长:m外距:2、 计算设计高程竖曲线起点桩号=(K5+299.588)-45=K5+254.588竖曲线起点高程=506.284-450.44%=506.086m竖曲线终点桩号= K5+299.588+45=K5+344.588m竖曲线终点高程=506.284-451.56%=505.582m各变坡点的竖曲线要素

3、列入下表：变坡点桩号曲线长L切线长T外距E起点桩号起点高程终点桩号终点高程K0+898.7920.02370.1435.070.205K0+863.722525.717K0+933.862525.377K1+770.2360.029130.7365.360.475K1+704.874530.650K1+835.599529.645K2+491.4340.02676.6838.340.245K2+453.094515.931K2+529.774515.207K3+453.0140.023101.3450.670.286K3+402.344518.133K3+503.684517.332K4+30

4、8.8160.02470.8035.400.209K4+273.416502.577K4+344.216502.055K5+299.5880.02090.3645.180.227K5+254.408506.084K5+344.768505.577K6+122.4990.02586.7343.370.269K6+079.134494.087K6+165.864493.804K6+760.0690.027119.2159.600.395K6+700.467498.682K6+819.672498.191K7+441.9230.02882.7141.360.285K7+400.568488.107K

5、7+483.278487.811K8+075.9000.031139.2869.640.539K8+006.263493.151K8+145.538492.418K8+668.2120.036108.0954.050.487K8+614.167482.696K8+722.257482.401边坡稳定性验算已知路基高度h=6.43m顶宽12m,其横断面初步拟定如图所示，路基填土为粘性液限粘土，土的粘聚力c=10Kpa,容重，内摩擦角为35（），荷载为公路二级，试分析其边坡稳定性。（1）以1：50比例绘制出路堤横断面（2）将公路二级换算成土柱高，设其中一辆停歇在路肩，另一辆以最小间距d=0.4m与

6、它并排，按式（7-4）换算土柱高为N为车辆系数等于2 ,d为车身之间的净距等于0.6，b取车宽2.5m故（3）按4.5H法确定滑动圆心辅助线，由边坡斜度为1：1.5，查表7-1得，据此两角分别自坡脚和左顶点作直线相较于O点，B0的延长线，即为滑动圆心辅助线。（4）绘出四条不同位置的滑动曲线1、一条通过路基的右边缘，2、一条通过距右边缘1/4路基宽度处，3、一条通过路基中线， 4、一条通过距左边缘1/4路基宽度处（5）将圆弧范围内土体分成8-10段（6）算出滑动曲线每一分段中点与圆心竖线之间的偏角 式中（7）计算每一段的面积；其中包括荷载换算成土柱部分的面积在内。（8）以路堤纵向长度1m,计算出

7、各分段的重力（9）将每一段的重力化为二个分力：在滑动曲线法线方向分力;在滑动曲线切线方向分力并分别求出两者之和和。（10）算出滑动曲线圆弧长L（12）计算稳定系数、过路基右边缘分段 (KN)(KN)L(m)10.970.241.730.67.3429.6829.820.820.5720.29365.22208.18299.4830.570.8225.94466.92382.87266.1440.310.9530.61550.98523.43170.850.060.9929.82536.76531.3932.216-0.190.9820.43367.74360.38-69.877-0.450.8

8、912.70228.6203.45-102.878-0.700.724.8086.462.2-60.48=2279=566 1.79、过距路基右边缘1/4处分段 (KN)(KN)L(m)10.870.4911.56208.08101.96181.0324.320.660.7515.67282.06211.55186.1630.480.8817.56316.08278.15151.7240.300.9519.35348.3330.89104.4950.120.9918.14326.52323.2539.186-0.06-1.0015.39277.02277.02-16.627-0.240.971

9、0.10181.8176.35-43.638-0.420.917.99143.82130.87-60.409-0.600.802.8651.4841.18-30.89=1871=781 、过路基中线分段 (KN)(KN)L(m)10.880.474.0873.4434.5264.6319.420.660.7510.13182.34136.76120.3430.530.8513.51243.18206.70128.8940.350.9413.48242.64228.08242.6450.160.9911.66209.88207.7835.5860.0211.009.12164.16164.163

10、.287-0.210.986.10109.8107.6-23.068-0.390.922.1839.2436.1-15.3=1122=557、过距路基左边缘1/4处分段 (KN)(KN)L(m)10.790.614.7986.2252.5968.1115.2520.650.766.11109.9883.5871.4930.520.856.08109.4493.0256.9140.390.925.60100.0892.7439.3150.270.964.9088.284.6723.8160.140.993.8569.368.619.7070.011.002.5545.945.90.468-0.1

11、0-0.990.8815.8415.68-1.58=537=268 均满足边坡稳定性要求挡墙验算 单位cm填土高度H=8.01m,墙背倾角，填土表面得倾角，填土容重18KN/m,填土的内摩擦角,墙背摩擦角填土与墙背摩擦角，基底摩擦系数，基地容许承载力=300Kpa，墙体材料容重1、滑动稳定性验算滑动稳定方程：G=A=2020.51=410.17 KN库伦主动土压力系数：代入数据得 KN KN库伦被动土压力系数：代入数据得： =1.57m KN由=0、 =1.40、=0.5 、=0.5将数据代入滑动稳定方程得：抗滑动稳定系数其中N=G+=410.17+178.95=589.12 KN代入得 满足

12、抗滑动稳定要求2、抗倾覆稳定性验算倾覆稳定方程：土压力作用点距离墙趾 由图可知=3.35m =2.67m =1.68m =0.52m代入倾覆稳定方程得：3、基底应力及合力偏心距验算（1） 基底合力的偏心距 由图可知 B=5.41m KN=539.65589.12=0.92m.B4=1.35m （2） 基础地面的压应力 当 时， ，=0 =1.785 Kpa=300Kpa 4、墙身截面强度验算、验算截面的强度法向应力及偏心距e验算 =206.33=126.6 KN KN KN由图可知：=1.09m =2.10m =1.33m =2.56m KNm KN m m 0.3=0.768 m截面两端边缘

13、的法向应力为：计算得出：=117.15 Kpa=300Kpa =16.74Kpa=300Kpa 满足要求、验算截面的强度法向应力及偏心距e验算 G=A=2020.51=410.17 KN KN KN=83.19 KN由图可知：=1.68m =3.35m =2.67m =0.52m =4.53m KNm KN m m 0.3=1.36 m截面两端边缘的法向应力为：计算得出：=288.52Kpa=300Kpa =-28.42Kpa=300Kpa 满足要求沥青路面设计1、 基本资料（1）设计任务书要求乔后井至成原公路设计等级为二级公路，设计年限为12年，拟采用沥青路面结构。（2）自然条件及气象资料该

14、公路地区，年降雨量为2000（mm/年），最高气温38，最低气温-2（3）地质资料与筑路材料沿线土质为液限粘性土，一般路基处于过湿状态。公路沿线有丰富的沙砾，路面所用水泥和沥青均需外购。（4）交通资料交通量年增长率为4.5%交通参数：汽车车型前轴重（KN）后轴重（KN）后轴数后轴轮组数后轴距(m)交通量黄河JN15049101.6120224日野KF300D40.7579222160依士兹TD5042.28012046标准轴载BZZ-1000100120632交通SH-14125.5555.112070解放CA10B19.460.85120530斯柯达706R509012093长征XD9803

15、7.172.6522276东风CS938247022463尼桑CK10G39.257612083东风SP913520.172.622473日野KB22250.2104.3120942、 计算标准轴载累计交通量，确定交通等级以弯沉作为设计指标是的轴载应力验算计算结果如下表：汽车车型交通量前轴重（KN）后轴重（KN）标准轴载累计交通量（次/日）前轴后轴黄河JN15022449101.610296日野KF300D16040.757972575依士兹TD504642.280117标准轴载BZZ-10063201000632交通SH-1417025.5555.105解放CA10B53019.460.85

16、061斯柯达706R935090559长征XD9807637.172.652849东风CS9386324700599尼桑CK10G8339.2576125东风SP91357320.172.60813日野KB2229450.2104.35113 =6077 次/日取车道系数=0.7,计算设计年限内标准轴载累计当量轴次轴次属于重交通.3、确定土基回弹模量设计路段土质为液限粘性土,土基处于过湿状态,查表得土基回弹模量为38 4、拟定路面结构组合确定设计参数初拟路面结构:细粒式沥青混凝土细粒式沥青混凝土3cm+中粒式沥青混凝土4cm+粗粒式沥青混凝土5cm+水泥稳定碎石基层25cm+二灰土底基层，以二

17、灰土为设计层。（2）确定设计参数查表确定沥青混合料和其他结构层材料的抗压回弹模量。沥青混合料和其他结构层材料的弯拉回弹模量值，以及沥青混合料弯拉强度和半刚性材料的弯拉强度值，列于下表：路面结构层设计参数材料名称20抗压回弹模量（MPa）弯拉模量（）弯拉强度（）Ep方差Ep-2细粒式沥青混凝土1991201158930001.2中粒式沥青混凝土1425105121528001.0粗粒式沥青混凝土9785586826000.8水泥稳定碎石3188782162464570.6二灰土209168871528460.35、路面结构厚度设计(1)计算确定设计弯沉 根据公式，计算结果如下：A方案：B方案：（

18、2）计算确定容许弯拉应力根据公式： 及 （用于沥青层） （用于水泥稳定碎石，二灰稳定砂粒） （用于二灰土）计算结果列于下表结构层容许弯拉应力材料名称极限弯拉强度结构强度系数K容许弯拉应力细粒式沥青混凝土1.22.450.49中粒式沥青混凝土1.02.450.41粗粒式沥青混凝土0.82.450.33水泥稳定碎石0.62.060.29二灰土0.32.650.11（3）计算待求层厚度、根据，求理论弯沉系数由 、 代入数据：、计算基层高度 下图为换算当量三层体系图： 查图12-6得 =7.4 查图12-6得 =1.45由=0.434 =0.03 查图12-6得 H=5.8010.65=61.77 解

19、得：=32cm因此其厚度满足施工（4）、验算整体材料层底部最大弯拉应力、确定细粒式沥青混凝土层底的弯拉应力将多层体系换算成当量三层体系，如下图： 查图12-7得 0，表明该层层底受弯曲应力，满足要求。、确定中粒式沥青混凝土层底的弯拉应力将多层体系换算成当量三层体系，如下图：查图12-7得：=0.25 满足要求。、确定粗粒式沥青混凝土层底的弯拉应力将多层体系换算成当量三层体系，如下图：查图12-7得：=0.1 满足要求。 、确定粗粒式沥青混凝土层底的弯拉应力将多层体系换算成当量三层体系，如下图：查图12-7得：=0.38 满足要求。、确定粗粒式沥青混凝土层底的弯拉应力查图12-8得：=0.36

20、满足要求。（5）结构厚度计算结果设计层二灰土层厚度32cm ，设计弯沉22.05cm(0.01mm) 序号材料名称抗压模量弯拉模量弯拉强度厚度层底拉应力容许拉应力1细粒式沥青混凝土158930001.2300.492中粒式沥青混凝土121528001.040.1340.413粗粒式沥青混凝土86826000.850.0160.334水泥稳定碎石162464570.6250.2870.295二灰土71528640.3320.090.116土基386.验算防冻层厚度 根据路面最小防冻厚度要求与该路况作对比。区，最低气温-2，应考虑防冻要求，沿线土质为粘性土，一般路基处于中湿状态，路面采用半刚性基层

21、和组合式基层，由表列数据可得到，路面最小防冻厚度为50cm。该路路面结构方案总厚度为69cm大于最小防冻层厚度，已满足防冻要求。水泥混凝土路面设计1、基本资料（1）设计任务书要求乔后井至成原公路设计等级为二级公路，拟采用普通混泥土路面结构。路面宽度12m。（2）自然条件及气象资料该公路地区，年降雨量为2000（mm/年），最高气温38，最低气温-2（3）地质资料与筑路材料沿线土质为液限粘性土，一般路基处于过湿状态。公路沿线有丰富的沙砾，路面所用水泥需外购。（4）交通资料交通量年增长率为4.5%交通参数：汽车车型前轴重（KN）后轴重（KN）后轴数后轴轮组数后轴距(m)交通量黄河JN1504910

22、1.6120224日野KF300D40.7579222160依士兹TD5042.28012046标准轴载BZZ-1000100120632交通SH-14125.5555.112070解放CA10B19.460.85120530斯柯达706R509012093长征XD98037.172.6522276东风CS938247022463尼桑CK10G39.257612083东风SP913520.172.622473日野KB22250.2104.3120942、交通分析由表12-9，二级公路的设计基准期为20年，安全等级为三级。由表12-13临界荷位处的车辆轮迹横向分布系数取0.39.取交通年平均增长

23、率为4.5%（1） 计算标准轴载作用次数单轴双轮组时，；双轴双轮组时，计算结果列入下表：汽车车型交通量前轴重（KN）后轴重（KN）标准轴载作用次数（次/日）黄河JN15022449101.6289日野KF300D16040.75791依士兹TD504642.2801标准轴载BZZ-1006320100632交通SH-1417025.5555.10解放CA10B53019.460.850斯柯达706R93509017长征XD9807637.172.650东风CS9386324700尼桑CK10G8339.25761东风SP91357320.172.60日野KB2229450.2104.3184计

24、算设计基准期内设计车道标准荷载累计作用次数为（次）属重交通等级3、初拟路面结构查表，二级公路安全等级三级，变异水平等级中级，根据二级公路、重交通等级和中级变异水平等级，查表12-2初拟普通混凝土面层厚度为0.24cm。基层选用水泥稳定粒料（水泥用量5%）厚0.18m。垫层为0.15m低剂量无机结合料稳定土。普通混凝土板的平面尺寸为宽4.5m，长5.0m。纵缝为设拉杆平缝，横缝为设传力杆的假缝。4、路面材料参数的确定 按表12-6和表12-17，取普通混凝土面层的弯拉强度标准为5.0，相应弯拉弹性模量标准值为31。查表12-14路基回弹模量38，查表12-15低剂量无机结合料稳定土垫层回弹模量取

25、600，水泥稳定粒料基层回弹模量取1300。按式（12-9）计算基层顶面当量回弹模量如下：按式（12-11）计算：按式（12-10）计算：按式（12-12）计算：按式（12-13）计算：按式（12-8）计算：普通混凝土面层的相对刚度半径按式（12-17）计算为：5、荷载疲劳应力按式（12-6）：标准轴载在临界处产生的荷载应力计算为：因纵缝为设拉杆平衡，按缝传荷能力的应力折减系数k=0.87。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:根据公路等级，由表12-19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（12-18）荷载疲劳应力为： 6、温度疲劳应力 由表12-20，区最大温度梯度取92（）。板长5m，L/r=5/0.738=6.78,由图12-12可查普通混凝土板厚h=0.24m时，。按式（12-22），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，按式（12-23）计算为：再由式（12-21）计算温度疲劳应力为： 查表12-9，二级公路的安全等级为三级，相应于三级安全等级的变异水平等级为中级，目标可靠度为85%。再根据查得的目标可靠度和变异水平等级，查表12-11确定可靠系数。 按式（12-2）： 因而，所选普通混凝土面层厚度（0.24m）可以承受设计基准期内荷载应力和温度应力综合疲劳作用。