道路工程毕业设计-衡重式挡土墙设计计算.docx

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1、第三章挡土墙设计3.1.设计资料浆砌片石衡重式挡土墙，墙高H=7m,填土高a=14.2m,填料容重 18KN/m3,依据上墙断面强度验算3.3.1 土压力和弯矩计算：3.3.1.1 裂开角作假象墙背tan 1Hl 0.311B11 Hl3.18 =0.711 35.3729.74假设第一裂开面交于边坡，如图2所示：图2上墙断面验算图式：依据马路路基设计手册表3-2-2第四类公式计算： i121290901212=33.1 =14.9其中 arcsinsin sin=47.85对于衡重式的上墙，假象墙背 二，而且l> i,即出现其次裂开面。设 衡重台的外缘与边坡顶连线与垂直方向的角度为0,

2、则：tan 0=bHltan BlHlaZ32.811222 2.812.67 0.05 0.7 1.39m13W4=B3h k=7.98 (KN),Z4B4B3=1.76 (m)W=W1 +W2+W3+W4=407.764 (KN), Mw W1Z1W2Z2W3Z3W4Z4=697.32 (KN.m )3.5.3. 衡重台上填土重及对基底截面的弯矩计算： WE WM WEE =8565(KN) WMWEEB21 H3tanj=281.59(KN.m)3.5.4. 基底截面应力和稳定验算：354.1 .偏心距及基底应力验算:M M MWME3 WE =678.67KN)EN E1VE3VWWT

3、 cos=596.96 (KN) He3E1HE3HWWM N1,2 sin=244.93 (KN)B412=0.168<B4/6=0.433应力验算：NB41317.05kpa 430kpa,满意要求。6e3 1B41140.39kpa 430kpa3.5.4.2.稳定验算：a）滑动稳定方程：1.1WW E EQ1QllyE3yElxE3xtan 0 1.1WW E EQllyE3ytan 0 QlElxE3x=55.48>O,式中 为土压力分项系数，依据规范取值为1.4,为基底摩擦系数取值为0.4抗滑动稳定系数Kc按下式计算：Kc= WWEElxE3xtan ElxE3xWWT

4、tan 0 =1.32>1.3 0所以抗滑动稳定性满意要求。b）抗倾覆稳定方程0.8 M QlME3=122.6>0抗滑动稳定系数K0按下式计算：MEK0=lyZlyE3yZ3y”El xZE3xZ3x 1 x= 1 .67> L5所以抗倾覆稳定性满意要求。综合上述计算，该挡土墙尺寸符合要求，验算合格。由于验算时抗滑动稳定系数只比要求值略大，所以施工时可以适当实行肯定措 施增加抗滑动稳定性，如挡土墙基础地面设置混凝土凸梯，以增加挡土墙的抗滑 稳定性。= 1.3>tan i=0.65,所以第一裂开面交与坡面，与假设相符。3.3.1.2 土压力计算土压力系数：K=22 co

5、s1sin2 sinicos i 1cos i cos i2=0. 583H=H1Itan Itan Itan itan G=3.88 (m)El二122H1K=78.99 (KN)Elx=Elcos i =43.14 (KN)Ely=Elsin i =66.17 (KN)ElH=Elcos i 0=36.34 (KN) E1V=El sin i 0=70.13 (KN)作用于实际墙背上的土压力为：Elx=Elx=43.14 (KN)Ely=Elxtan 1 = 13.42 (KN)土压力对验算截面的弯矩:H13Zly=M=1.29 (m)Zlx=BlZlytan =1.55 (m)ElyZl

6、xElxZly=13.42xl.55-43.14xl.29=-34.85 (KN.m)上墙自重及弯矩计算Wl=l/2 (0.8+1.948) x3.18x23 = 100.49 (KN)0.8Z=1223 2 0.81.948 0.05 3.18=0.795 (m)MW1100.49 0.795 79.93 (KN.m)截面应力验算1N Mel ElyWl = 113.91 (KN)MElH1 Elx=43.14 (KN)1MW1=45.08 (KN.m)B12MN=0.578>B 1/4=0.487=45.62kpa>-90kpa1minNBl 6el1 Bl 直剪应力：1HfN

7、/B1= -1.244<90kpa,其中fO为坊工之间的摩擦系数这里依据规范取值为0.4。斜剪应力计算如下：A tanj0.522kB Itanj N1 ftanj0.5 kB 1 tanN=0.347j NiltanAA 1=1.405,所以 =54.56。斜剪应力：H11 fOtan Itanj tanNltan fBlItanO jtan 12kB Itan tan f=39.82kpa<90kpao3.4. 基顶截面应力验算:3.4.1. 裂开角由前面计算得知上墙的第一裂开面交于边坡，现假定下墙的裂开面也交于边坡。 （如图3）依据马路路基设计手册表3-2-3第五类公式计算：

8、图3基顶截面计算图式2 90=34.83。，式中=34.83, tan用以下公式计算:tan tan cot21 tan 21tancot 2tantan 2 2 tan cot 220.234则得到bH2tan 2tan 2H1 tan l=19.656 (m) >aHltan i=11.86 (m)故下墙 的裂开面交于边坡，这与假设相符。3.4.2. 土压力计算：土压力系数：K= cos 2cos 2222cos2sin 2sin cos 2 2cos 2 2=0.25K=l + 4 2hOH2 (,=3.73且卜二印，0Itan 1 tan 1 tan 2tan=5.215, H2

9、=H2H3=3.82 (m)E2=122”H25KK 122.47 (KN)1E2x=E2cos 2 2=121.56 (KN),E2y= E2sin 2 2=14.84 (KN) 土压力对验算截面产生的弯矩：Z2y=H23hO3K1= 1.74 (m)Z2x=B2Z2ytan 2=2.895 (m)上墙的土压力对验算截面的弯矩：Zlx ZlxH2=5.37 (m) Zly H2tanjBlBllZlxtan i=3(m)M E2E1 y Z1 y E2y Z2y E1 xZ 1 xE2xZ2x 359.31 (KN.m)3.4.3. 墙身自重及对验算截面产生的弯矩：Wl=100.49 (KN

10、)zr ZlHltanj=0.954 (m) W2=12 B1B2B11H25 k=249.43 (KN) 2 Z2 3.218 3.218 2.462.46 2 2 3.218 2.46 0.05 3.82 33.2182.46 = 1.53 (m)W= W1 + W2=34992(KN)Mw W1Z1 W2Z2M77.5 (KN.m)3.4.4. 衡重台上填土重及弯矩计算:图4衡重台上填料及弯矩计算图式WW El E21212HIHltan Itan i=49.3(KN)B11H1=36.35(KN)WE=WE 1 + WE2=85.65(KN)MWE二13 WE22Hltan 1B11W

11、El2H1tan 1H1 tan * 1WHEtanj0.8=248.19(KN.m)3.4.5. 截面强度验算： Me22ME2MWEMW=366.37 (KN.m) N2ElyE2yWEW=516.58 (KN)B22MN2 22 =0.52>B2/4=0.62 1,2NB26e2 1 B2 476.32kpa 900kpa 56.34kpa 140kpa 2 剪应力验算：H fN/B2 2 = -17.05<90kpa3.5. 基底截面强度及稳定性验算：3.5.1. 土压力及弯矩计算：图5基底截面强度及稳定性验算图式 H02=H2+0.26=4.78 (m) K 12hOH=

12、3.18, K= cos 2cos 2 2 2 cos 22 sin 2sin 02cos 2 2cos 2 2=0.25E3=12H 202KK1 163.48 (KN) 2E3x=E3cos 2 =162.28 (KN),E3y= E3sin 2 2=19.81 (KN)E3H=E3cos 2 2 0=159.5 (KN), E3V=E3sin 2 2 0=35.86 (KN) 土压力对验算截面产生的弯矩：Z3x=H 02 3hO3K1 h=1.88 (m)Z3y=B3Z3xtan 2=2.14 (m)GG GZlx ZlxH3=6.07 (m)Zly ZlyB21 H3tanj=3.39(m)M ElyZlyE3yZ3yE 1 xZlxE3xZ3x 300.24 (KN.m) E3GGGG3.5.2. 墙身基础自重及对基底截面产生的弯矩：W1=100.49 (KN) Z1 ZlH3tanj=1.344 (m) W2=GGGG12BlB2B11H25 k=249.43 (KN)Z2 Z2B21H3tanj=1.92 (m)W3=12 B21B2B3H3 k=49.864 (KN), 2