道路工程毕业设计_衡重式挡土墙设计计算.doc

第三章 挡土墙设计 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,根据内摩擦等效法换算粘土的，基底倾角=5.71°圬工材料选择7.5号砂浆砌25号片石,容重为，砌体，，， ，地基容许承载力，设计荷载为公路一级，路基宽26m。 断面尺寸（如图1） 过综合考虑该路段的挡土墙设计形式为衡重式，初步拟定尺寸如下图，具体数据通过几何关系计算如下： H=7m，H1=3.18m，H2=4.52m，H3=0.7m，B1=1.948m，B2=2.46m，B3=2.67m，B4=2.6m，B41=2.61m，B21=0.35m，B11=1.27m，h=0.26m， =－0.25 =0.05 =1:1.75，b=8×1.5＋2+6.2×1.75＝24.85m； 图1挡土墙计算图式： 上墙断面强度验算 土压力和弯矩计算: 破裂角 作假象墙背 =0.71 假设第一破裂面交于边坡，如图2所示： 图2上墙断面验算图式： 根据《公路路基设计手册》表3-2-2第四类公式计算： =33.1° =14.9° 其中=47.85° 对于衡重式的上墙，假象墙背=，而且,即出现第二破裂面。 设衡重台的外缘与边坡顶连线与垂直方向的角度为，则： ===1.3=0.65，所以第一破裂面交与坡面，与假设相符。 土压力计算 土压力系数：K==0. 583 ==3.88（m） E1==78.99（KN） E1x=E1=43.14（KN） E1y= E1=66.17（KN） E1H= E1=36.34（KN） E1V= E1=70.13（KN） 作用于实际墙背上的土压力为： = E1x=43.14（KN） = E1x=13.42（KN） 土压力对验算截面的弯矩： Z1y==1.29（m） Z1x=B1=1.55（m） =13.42×1.55－43.14×1.29＝－34.85（KN.m） 上墙自重及弯矩计算 W1=1/2（0.8+1.948）×3.18×23＝100.49（KN） Z1==0.795（m） （KN.m） 截面应力验算 =113.91（KN） =43.14（KN） =45.08（KN.m） =0.578B1/4=0.487 =－45.62kpa－90kpa 直剪应力：=－1.24490kpa，其中为圬工之间的摩擦系数这里根据规范取值为0.4。 斜剪应力计算如下： =0.347 =1.405，所以=54.56°。 斜剪应力： =39.82kpa90kpa。 基顶截面应力验算： 破裂角 由前面计算得知上墙的第一破裂面交于边坡，现假定下墙的破裂面也交于边坡。（如图3）根据《公路路基设计手册》表3-2-3第五类公式计算： 图3基顶截面计算图式 =34.83°，式中=34.83°，tan用以下公式计算： 则得到=19.656（m）=11.86（m）故下墙的破裂面交于边坡，这与假设相符。 土压力计算： 土压力系数：==0.25 =1+=3.73 且==5.215，==3.82（m） E2=（KN） E2x= E2=121.56（KN）， E2y= E2=14.84（KN） 土压力对验算截面产生的弯矩： Z2y==1.74（m） Z2x=B2=2.895（m） 上墙的土压力对验算截面的弯矩： =5.37（m）=3(m) （KN.m） 墙身自重及对验算截面产生的弯矩： W1=100.49（KN） =0.954（m） W2==249.43（KN） =1.53（m） W= W1+ W2=349.92（KN） =477.5（KN.m） 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 =49.3(KN) =36.35(KN) WE=WE1+WE2=85.65(KN) MWE= =248.19(KN.m) 截面强度验算： =366.37（KN.m） =516.58（KN） =0.52B2/4=0.62 = 剪应力验算：=－17.0590kpa 基底截面强度及稳定性验算： 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） =3.18，==0.25 E3=（KN） E3x= E3=162.28（KN）， E3y= E3=19.81（KN） E3H= E3=159.5（KN）， E3V= E3=35.86（KN） 土压力对验算截面产生的弯矩： Z3x==1.88（m）