路基路面工程挡土墙设计.docx

路基路面工程挡土墙设计.docx

《路基路面工程挡土墙设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《路基路面工程挡土墙设计.docx（26页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

路基路面工程挡土墙设计

重力式挡土墙验算[执行标准：

公路]

计算项目：

重力式挡土墙1

计算时间：

2012-05-2822:

52:

00星期一

------------------------------------------------------------------------

原始条件:

墙身尺寸:

墙身高:

8.000（m）

墙顶宽:

2.300（m）

面坡倾斜坡度:

1:

0.250

背坡倾斜坡度:

1:

-0.250

采用1个扩展墙址台阶:

墙趾台阶b1:

0.600（m）

墙趾台阶h1:

0.600（m）

墙趾台阶与墙面坡坡度相同

墙底倾斜坡率:

0.200:

1

物理参数:

圬工砌体容重:

22.000（kN/m3）

圬工之间摩擦系数:

0.400

地基土摩擦系数:

0.500

墙身砌体容许压应力:

600.000（kPa）

墙身砌体容许弯曲拉应力:

60.000（kPa）

墙身砌体容许剪应力:

100.000（kPa）

材料抗压极限强度:

1.600（MPa）

材料抗力分项系数:

2.310

系数醩:

0.0025

挡土墙类型:

一般挡土墙

墙后填土内摩擦角:

35.000（度）

墙后填土粘聚力:

0.000（kPa）

墙后填土容重:

18.000（kN/m3）

墙背与墙后填土摩擦角:

17.500（度）

地基土容重:

18.000（kN/m3）

修正后地基承载力特征值:

270.000（kPa）

地基承载力特征值提高系数:

墙趾值提高系数:

1.200

墙踵值提高系数:

1.300

平均值提高系数:

1.000

墙底摩擦系数:

0.300

地基土类型:

土质地基

地基土内摩擦角:

35.000（度）

土压力计算方法:

库仑

坡线土柱:

坡面线段数:

2

折线序号水平投影长（m）竖向投影长（m）换算土柱数

14.0002.0000

212.0000.0001

第1个:

定位距离1.000（m）公路-II级

坡面起始距离:

0.000（m）

地面横坡角度:

20.000（度）

填土对横坡面的摩擦角:

35.000（度）

墙顶标高:

0.000（m）

挡墙分段长度:

10.000（m）

=====================================================================

第1种情况:

组合1

=============================================

组合系数:

1.000

1.挡土墙结构重力分项系数=1.000√

2.墙顶上的有效永久荷载分项系数=1.000√

3.墙顶与第二破裂面间有效荷载分项系数=1.000√

4.填土侧压力分项系数=1.000√

5.车辆荷载引起的土侧压力分项系数=1.000√

=============================================

[土压力计算]计算高度为8.552（m）处的库仑主动土压力

无荷载时的破裂角=37.754（度）

公路-II级

路基面总宽=12.000（m）,路肩宽=1.000（m）安全距离=0.500（m）

单车车辆外侧车轮中心到车辆边缘距离=0.350（m）,车与车之间距离=0.600（m）

经计算得，路面上横向可排列此种车辆4列

布置宽度=2.034（m）

布置宽度范围内车轮及轮重列表:

第1列车:

中点距全部破裂体

轮号路边距离（m）轮宽（m）轮压（kN）上轮压（kN）

011.5000.30015.00015.000

023.3000.30015.0000.000

031.5000.60060.00060.000

043.3000.60060.0000.000

051.5000.60060.00060.000

063.3000.60060.0000.000

071.5000.60070.00070.000

083.3000.60070.0000.000

091.5000.60070.00070.000

103.3000.60070.0000.000

布置宽度B0=2.034（m）分布长度L0=20.000（m）荷载值SG=275.000（kN）

换算土柱高度h0=0.376（m）

按实际墙背计算得到:

第1破裂角：

38.358（度）

Ea=143.473（kN）Ex=143.211（kN）Ey=8.668（kN）作用点高度Zy=2.933（m）

墙身截面积=19.561（m2）重量=430.341（kN）

（一）滑动稳定性验算

基底摩擦系数=0.300

采用倾斜基底增强抗滑动稳定性,计算过程如下:

基底倾斜角度=11.310（度）

Wn=421.984（kN）En=36.586（kN）Wt=84.397（kN）Et=138.730（kN）

滑移力=54.333（kN）抗滑力=137.571（kN）

滑移验算满足:

Kc=2.532>1.300

滑动稳定方程验算：

滑动稳定方程满足:

方程值=106.403（kN）>0.0

地基土层水平向:

滑移力=143.211（kN）抗滑力=226.370（kN）

地基土层水平向:

滑移验算满足:

Kc2=1.581>1.300

（二）倾覆稳定性验算

相对于墙趾点，墙身重力的力臂Zw=2.671（m）

相对于墙趾点，Ey的力臂Zx=3.495（m）

相对于墙趾点，Ex的力臂Zy=2.381（m）

验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性

倾覆力矩=340.926（kN-m）抗倾覆力矩=1179.723（kN-m）

倾覆验算满足:

K0=3.460>1.500

倾覆稳定方程验算：

倾覆稳定方程满足:

方程值=608.911（kN-m）>0.0

（三）地基应力及偏心距验算

基础类型为天然地基，验算墙底偏心距及压应力

取倾斜基底的倾斜宽度验算地基承载力和偏心距

作用于基础底的总竖向力=458.570（kN）作用于墙趾下点的总弯矩=838.797（kN-m）

基础底面宽度B=2.817（m）偏心距e=-0.421（m）

基础底面合力作用点距离基础趾点的距离Zn=1.829（m）

基底压应力:

趾部=16.847踵部=308.772（kPa）

最大应力与最小应力之比=308.772/16.847=18.327

作用于基底的合力偏心距验算满足:

e=-0.421<=0.167*2.817=0.469（m）

墙趾处地基承载力验算满足:

压应力=16.847<=324.000（kPa）

墙踵处地基承载力验算满足:

压应力=308.772<=351.000（kPa）

地基平均承载力验算满足:

压应力=162.810<=270.000（kPa）

（四）基础强度验算

基础为天然地基，不作强度验算

（五）墙底截面强度验算

验算截面以上，墙身截面积=18.760（m2）重量=412.720（kN）

相对于验算截面外边缘，墙身重力的力臂Zw=2.704（m）

相对于验算截面外边缘，Ey的力臂Zx=3.495（m）

相对于验算截面外边缘，Ex的力臂Zy=2.381（m）

[容许应力法]:

法向应力检算:

作用于验算截面的总竖向力=421.388（kN）作用于墙趾下点的总弯矩=805.540（kN-m）

相对于验算截面外边缘，合力作用力臂Zn=1.912（m）

截面宽度B=2.900（m）偏心距e1=-0.462（m）

截面上偏心距验算满足:

e1=-0.462<=0.250*2.900=0.725（m）

截面上压应力:

面坡=6.523背坡=284.089（kPa）

压应力验算满足:

计算值=284.089<=600.000（kPa）

切向应力检算:

剪应力验算满足:

计算值=-8.739<=100.000（kPa）

[极限状态法]:

重要性系数_0=1.000

验算截面上的轴向力组合设计值Nd=421.388（kN）

轴心力偏心影响系数醟=0.767

挡墙构件的计算截面每沿米面积A=2.900（m2）

材料抗压极限强度Ra=1600.000（kPa）

圬工构件或材料的抗力分项系数鉬=2.310

偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数豮=0.953

计算强度时:

强度验算满足:

计算值=421.388<=1540.130（kN）

计算稳定时:

稳定验算满足:

计算值=421.388<=1468.472（kN）

（六）台顶截面强度验算

[土压力计算]计算高度为7.400（m）处的库仑主动土压力

无荷载时的破裂角=38.168（度）

公路-II级

路基面总宽=12.000（m）,路肩宽=1.000（m）安全距离=0.500（m）

单车车辆外侧车轮中心到车辆边缘距离=0.350（m）,车与车之间距离=0.600（m）

经计算得，路面上横向可排列此种车辆4列

布置宽度=1.539（m）

布置宽度范围内车轮及轮重列表:

第1列车:

中点距全部破裂体

轮号路边距离（m）轮宽（m）轮压（kN）上轮压（kN）

011.5000.30015.0009.426

023.3000.30015.0000.000

031.5000.60060.00033.852

043.3000.60060.0000.000

051.5000.60060.00033.852

063.3000.60060.0000.000

071.5000.60070.00039.494

083.3000.60070.0000.000

091.5000.60070.00039.494

103.3000.60070.0000.000

布置宽度B0=1.539（m）分布长度L0=19.582（m）荷载值SG=156.120（kN）

换算土柱高度h0=0.288（m）

按实际墙背计算得到:

第1破裂角：

38.727（度）

Ea=109.049（kN）Ex=108.850（kN）Ey=6.588（kN）作用点高度Zy=2.531（m）

[强度验算]

验算截面以上，墙身截面积=17.020（m2）重量=374.440（kN）

相对于验算截面外边缘，墙身重力的力臂Zw=2.075（m）

相对于验算截面外边缘，Ey的力臂Zx=2.933（m）

相对于验算截面外边缘，Ex的力臂Zy=2.531（m）

[容许应力法]:

法向应力检算:

作用于验算截面的总竖向力=381.028（kN）作用于墙趾下点的总弯矩=520.787（kN-m）

相对于验算截面外边缘，合力作用力臂Zn=1.367（m）

截面宽度B=2.300（m）偏心距e1=-0.217（m）

截面上偏心距验算满足:

e1=-0.217<=0.250*2.300=0.575（m）

截面上压应力:

面坡=71.973背坡=259.356（kPa）

压应力验算满足:

计算值=259.356<=600.000（kPa）

切向应力检算:

剪应力验算满足:

计算值=-18.940<=100.000（kPa）

[极限状态法]:

重要性系数_0=1.000

验算截面上的轴向力组合设计值Nd=381.028（kN）

轴心力偏心影响系数醟=0.904

挡墙构件的计算截面每沿米面积A=2.300（m2）

材料抗压极限强度Ra=1600.000（kPa）

圬工构件或材料的抗力分项系数鉬=2.310

偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数豮=0.941

计算强度时:

强度验算满足:

计算值=381.028<=1439.589（kN）

计算稳定时:

稳定验算满足:

计算值=381.028<=1354.130（kN）

=====================================================================

第2种情况:

组合2

=============================================

组合系数:

1.000

1.挡土墙结构重力分项系数=1.000√

2.墙顶上的有效永久荷载分项系数=1.000√

3.墙顶与第二破裂面间有效荷载分项系数=1.000√

4.填土侧压力分项系数=1.000√

5.车辆荷载引起的土侧压力分项系数=1.000√

=============================================

[土压力计算]计算高度为8.552（m）处的库仑主动土压力

无荷载时的破裂角=37.754（度）

公路-II级

路基面总宽=12.000（m）,路肩宽=1.000（m）安全距离=0.500（m）

单车车辆外侧车轮中心到车辆边缘距离=0.350（m）,车与车之间距离=0.600（m）

经计算得，路面上横向可排列此种车辆4列

布置宽度=2.034（m）

布置宽度范围内车轮及轮重列表:

第1列车:

中点距全部破裂体

轮号路边距离（m）轮宽（m）轮压（kN）上轮压（kN）

011.5000.30015.00015.000

023.3000.30015.0000.000

031.5000.60060.00060.000

043.3000.60060.0000.000

051.5000.60060.00060.000

063.3000.60060.0000.000

071.5000.60070.00070.000

083.3000.60070.0000.000

091.5000.60070.00070.000

103.3000.60070.0000.000

布置宽度B0=2.034（m）分布长度L0=20.000（m）荷载值SG=275.000（kN）

换算土柱高度h0=0.376（m）

按实际墙背计算得到:

第1破裂角：

38.358（度）

Ea=143.473（kN）Ex=143.211（kN）Ey=8.668（kN）作用点高度Zy=2.933（m）

墙身截面积=19.561（m2）重量=430.341（kN）

（一）滑动稳定性验算

基底摩擦系数=0.300

采用倾斜基底增强抗滑动稳定性,计算过程如下:

基底倾斜角度=11.310（度）

Wn=421.984（kN）En=36.586（kN）Wt=84.397（kN）Et=138.730（kN）

滑移力=54.333（kN）抗滑力=137.571（kN）

滑移验算满足:

Kc=2.532>1.300

滑动稳定方程验算：

滑动稳定方程满足:

方程值=106.403（kN）>0.0

地基土层水平向:

滑移力=143.211（kN）抗滑力=226.370（kN）

地基土层水平向:

滑移验算满足:

Kc2=1.581>1.300

（二）倾覆稳定性验算

相对于墙趾点，墙身重力的力臂Zw=2.671（m）

相对于墙趾点，Ey的力臂Zx=3.495（m）

相对于墙趾点，Ex的力臂Zy=2.381（m）

验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性

倾覆力矩=340.926（kN-m）抗倾覆力矩=1179.723（kN-m）

倾覆验算满足:

K0=3.460>1.500

倾覆稳定方程验算：

倾覆稳定方程满足:

方程值=608.911（kN-m）>0.0

（三）地基应力及偏心距验算

基础类型为天然地基，验算墙底偏心距及压应力

取倾斜基底的倾斜宽度验算地基承载力和偏心距

作用于基础底的总竖向力=458.570（kN）作用于墙趾下点的总弯矩=838.797（kN-m）

基础底面宽度B=2.817（m）偏心距e=-0.421（m）

基础底面合力作用点距离基础趾点的距离Zn=1.829（m）

基底压应力:

趾部=16.847踵部=308.772（kPa）

最大应力与最小应力之比=308.772/16.847=18.327

作用于基底的合力偏心距验算满足:

e=-0.421<=0.167*2.817=0.469（m）

墙趾处地基承载力验算满足:

压应力=16.847<=324.000（kPa）

墙踵处地基承载力验算满足:

压应力=308.772<=351.000（kPa）

地基平均承载力验算满足:

压应力=162.810<=270.000（kPa）

（四）基础强度验算

基础为天然地基，不作强度验算

（五）墙底截面强度验算

验算截面以上，墙身截面积=18.760（m2）重量=412.720（kN）

相对于验算截面外边缘，墙身重力的力臂Zw=2.704（m）

相对于验算截面外边缘，Ey的力臂Zx=3.495（m）

相对于验算截面外边缘，Ex的力臂Zy=2.381（m）

[容许应力法]:

法向应力检算:

作用于验算截面的总竖向力=421.388（kN）作用于墙趾下点的总弯矩=805.540（kN-m）

相对于验算截面外边缘，合力作用力臂Zn=1.912（m）

截面宽度B=2.900（m）偏心距e1=-0.462（m）

截面上偏心距验算满足:

e1=-0.462<=0.250*2.900=0.725（m）

截面上压应力:

面坡=6.523背坡=284.089（kPa）

压应力验算满足:

计算值=284.089<=600.000（kPa）

切向应力检算:

剪应力验算满足:

计算值=-8.739<=100.000（kPa）

[极限状态法]:

重要性系数_0=1.000

验算截面上的轴向力组合设计值Nd=421.388（kN）

轴心力偏心影响系数醟=0.767

挡墙构件的计算截面每沿米面积A=2.900（m2）

材料抗压极限强度Ra=1600.000（kPa）

圬工构件或材料的抗力分项系数鉬=2.310

偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数豮=0.953

计算强度时:

强度验算满足:

计算值=421.388<=1540.130（kN）

计算稳定时:

稳定验算满足:

计算值=421.388<=1468.472（kN）

（六）台顶截面强度验算

[土压力计算]计算高度为7.400（m）处的库仑主动土压力

无荷载时的破裂角=38.168（度）

公路-II级

路基面总宽=12.000（m）,路肩宽=1.000（m）安全距离=0.500（m）

单车车辆外侧车轮中心到车辆边缘距离=0.350（m）,车与车之间距离=0.600（m）

经计算得，路面上横向可排列此种车辆4列

布置宽度=1.539（m）

布置宽度范围内车轮及轮重列表:

第1列车:

中点距全部破裂体

轮号路边距离（m）轮宽（m）轮压（kN）上轮压（kN）

011.5000.30015.0009.426

023.3000.30015.0000.000

031.5000.60060.00033.852

043.3000.60060.0000.000

051.5000.60060.00033.852

063.3000.60060.0000.000

071.5000.60070.00039.494

083.3000.60070.0000.000

091.5000.60070.00039.494

103.3000.60070.0000.000

布置宽度B0=1.539（m）分布长度L0=19.582（m）荷载值SG=156.120（kN）

换算土柱高度h0=0.288（m）

按实际墙背计算得到:

第1破裂角：

38.727（度）

Ea=109.049（kN）Ex=108.850（kN）Ey=6.588（kN）作用点高度Zy=2.531（m）

[强度验算]

验算截面以上，墙身截面积=17.020（m2）重量=374.440（kN）

相对于验算截面外边缘，墙身重力的力臂Zw=2.075（m）

相对于验算截面外边缘，Ey的力臂Zx=2.933（m）

相对于验算截面外边缘，Ex的力臂Zy=2.531（m）

[容许应力法]:

法向应力检算:

作用于验算截面的总竖向力=381.028（kN）作用于墙趾下点的总弯矩=520.787（kN-m）

相对于验算截面外边缘，合力作用力臂Zn=1.367（m）

截面宽度B=2.300（m）偏心距e1=-0.217（m）

截面上偏心距验算满足:

e1=-0.217<=0.250*2.300=0.575（m）

截面上压应力:

面坡=71.973背坡=259.356（kPa）

压应力验算满足:

计算值=259.356<=600.000（kPa）

切向应力检算:

剪应力验算满足:

计算值=-18.940<=100.000（kPa）

[极限状态法]:

重要性系数_0=1.000

验算截面上的轴向力组合设计值Nd=381.028（kN）

轴心力偏心影响系数醟=0.904

挡墙构件的计算截面每沿米面积A=2.300（m2）

材料抗压极限强度Ra=1600.000（kPa）