路基工程计算书

1、目录1、设计要求12、设计资料13、设计依据24、设计步骤和方法34.1 点绘地面横断面 （见1号图）34.2 挡土墙长度及断面尺寸的确定 （1号图）34.3挡土墙稳定性和强度检算（理正软件计算）34.3.1土压力计算3第 1 种情况: 无荷载的情况4第 2 种情况: 所有荷载都作用的情况94.4 挡土墙正面图及构造设计（见3号图）134.5 计算挡土墙工程数量134.5.1圬工数量134.5.2 挡土墙基础开挖土石方数量13单线铁路衡重式路肩挡土墙设计1、设计要求、根据线路横断面测量资料，点绘路基设计地段的地面横断面，并按给定的线路中心地面设计标高、设计段起点路肩设计标高和线路坡度，对该段路

2、基进行施工图设计；、本段路基需设置路肩衡重挡土墙；、对墙身最高的挡土墙设计断面进行检算，包括计算土压力、绘制土压应力图、检算全墙稳定性和墙身截面强度；、绘制路基横断面设计图及挡土墙正面设计图，计算挡土墙的工程数量，编写设计说明2、设计资料线路标准：单线级铁路 轨道类型：重型旅客列车设计行车速度：160 km/h基床表层类型为：土质线路纵断面：2.2 线路平面：直线路基设计起迄里程：DK277+135 DK277+255起点路肩设计标高：686.5m线路横断面及中线地面标高测量记录： 见（附表）挡土墙圬工材料：C20片石混凝土，圬23KN/m3路基填料： 物理力学指标：=17.8KN/m3 30

3、.8挡土墙地基容许承载力由挡土墙基础放置地层的具体情况确定，地基摩擦系数f=0.4地质资料;（1）砂粘土 200 Kpa（2）石灰岩 400600 Kpa附表横断面测量记录(A)3.5/14.82.5/10DK277+135(686.96)-3.8/5.8-4.2/13.24.0/13.5+145(684.50)-3.1/5.2-4.4/16.411.0/18.010.5/13.84.2/3.6+155(683.44)-4.8/6.3-8.5/18.213.8/17.411.5/9.55.0/3.0+175(682.05)-5.7/8.7-8.4/16.015.0/17.014.7/12.02

4、.0/1.0+190(681.88)-8.5/10.0-10.5/17.018.0/20.016.8/14.89.0/6.4+205(678.93)-0.5/2.0-4.0/5.4-11.0/14.014.6/18.212.8/11.74.0/1.91.0/1.2+225(682.03)-3.0/3.6-4.2/6.8-10.5/13.39.1/17.58.6/6.74.2/3.9+235(685.80)-5.0/2.6-11.9/14.711.7/18.010.6/10.09.6/6.11.9/2.0+245(687.25)-5.2/3.8-12.7/19.013.0/18.012.0/13

5、.09.7/6.0+255(689.10)-3.6/4.5-13.8/14.4数据说明：(686.96)线路中桩高程。-3.8/5.8横断面上某点距线路中桩的高差和距离，高差/距离，其中负值为比中桩低，正值为比中桩高。DK277+135某横断面里程。3、设计依据铁路路基设计规范TB 10001-2005铁路路基支挡结构设计规范TB 10025-2006铁路工程设计技术手册路基95修订版4、设计步骤和方法4.1 点绘地面横断面 （见1号图）4.2 挡土墙长度及断面尺寸的确定 （1号图）4.3挡土墙稳定性和强度检算（理正软件计算）4.3.1土压力计算原始条件: 墙身尺寸: 墙身总高: 15.000

6、(m) 上墙高: 6.000(m) 墙顶宽: 1.200(m) 台宽: 4.410(m) 面坡倾斜坡度: 1:0.050 上墙背坡倾斜坡度: 1:0.400 下墙背坡倾斜坡度: 1:-0.250 墙底倾斜坡率: 0.100:1 下墙土压力计算方法: 力多边形法 物理参数： 圬工砌体容重: 23.000(kN/m3) 圬工之间摩擦系数: 0.400 地基土摩擦系数: 0.400 砌体种类: 片石砌体 水泥砂浆或小石子砼标号: 100 挡土墙类型: 一般挡土墙 墙后填土内摩擦角: 30.800(度) 墙后填土粘聚力: 0.000(kPa) 墙后填土容重: 17.800(kN/m3) 墙背与墙后填土

7、摩擦角: 15.400(度) 地基土容重: 17.800(kN/m3) 修正后地基土容许承载力: 500.000(kPa) 墙底摩擦系数: 0.500 地基土类型: 岩石地基 地基土内摩擦角: 30.000(度) 坡线土柱: 坡面线段数: 1 折线序号 水平投影长(m) 竖向投影长(m) 换算土柱数 1 10.000 0.000 1 第1个: 距离1.000(m),宽度3.400(m),高度3.200(m)(用户输入) 地面横坡角度: 30.000(度) 墙顶标高: 686.500(m)=第 1 种情况: 无荷载的情况 土压力计算 计算高度为 15.635(m)处的库仑主动土压力 计算上墙土压

8、力 按假想墙背计算得到: 第1破裂角： 35.620(度) Ea=422.593 Ex=77.605 Ey=415.407(kN) 作用点高度 Zy=2.000(m) 因为俯斜墙背，需判断第二破裂面是否存在，计算后发现第二破裂面存在： 第2破裂角=29.599(度) 第1破裂角=29.600(度) Ea=209.323 Ex=103.398 Ey=182.003(kN) 作用点高度 Zy=2.000(m) 计算下墙土压力 按力多边形法计算得到: 破裂角： 37.377(度) Ea=372.967 Ex=372.861 Ey=8.877(kN) 作用点高度 Zy=4.102(m) 墙身截面积 =

9、 84.057(m2) 重量 = 1933.319 kN 衡重台上填料重 = 417.145(kN) 重心坐标(4.415,-3.129)(相对于墙面坡上角点) (一) 滑动稳定性验算 基底摩擦系数 = 0.500 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 = 5.711 (度) Wn = 2474.921(kN) En = 237.322(kN) Wt = 247.492(kN) Et = 454.902(kN) 滑移力= 207.410(kN) 抗滑力= 1356.122(kN) 滑移验算满足: Kc = 6.538 1.300 地基土摩擦系数 = 0.400 地基土层水

10、平向: 滑移力= 476.259(kN) 抗滑力= 1085.618(kN) 地基土层水平向: 滑移验算满足: Kc2 = 2.279 1.300(二) 倾覆稳定性验算 相对于墙趾,墙身重力的力臂 Zw = 3.603 (m) 相对于墙趾,上墙Ey的力臂 Zx = 7.624 (m) 相对于墙趾,上墙Ex的力臂 Zy = 11.000 (m) 相对于墙趾,下墙Ey的力臂 Zx3 = 7.377 (m) 相对于墙趾,下墙Ex的力臂 Zy3 = 3.467 (m) 验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性 倾覆力矩= 2430.185(kN-m) 抗倾覆力矩= 11141.906(kN-m) 倾覆验算满足:

11、K0 = 4.585 1.500(三) 地基应力及偏心距验算 基础为天然基础，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 = 2712.243(kN) 总弯距=8711.721(kN-m) 基础底面宽度 B = 6.383 (m) 偏心距 e = -0.021(m) 基础底面合力作用点距离基础趾点的距离 Zn = 3.212(m) 基底压应力: 趾部=416.715 踵部=433.132(kPa) 作用于基底的合力偏心距验算满足: e=-0.021 = 0.250*6.383 = 1.596(m) 地基承载力验算满足: 最大压应力=433.132

12、 = 500.000(kPa)(四) 基础强度验算 基础为天然基础，不作强度验算(五) 上墙截面强度验算 上墙重力 Ws = 351.900 (kN) 上墙墙背处的 Ex = 103.398 (kN) 上墙墙背处的 Ey = 41.359 (kN) 相对于上墙墙趾，上墙重力的力臂 Zw = 1.518 (m) 相对于上墙墙趾，上墙Ex的力臂 Zy = 2.000 (m) 相对于上墙墙趾，上墙Ey的力臂 Zx = 3.100 (m) 法向应力检算 相对于上墙墙趾，合力作用力臂 Zn = 1.158(m) 截面宽度 B = 3.900 (m) 偏心距 e1 = 0.792(m) 截面上偏心距验算满

13、足: e1= 0.792 = 0.300*3.900 = 1.170(m) 截面上压应力: 面坡=223.667 背坡=-21.996(kPa) 压应力验算满足: 计算值= 223.667 = 1500.000(kPa) 拉应力验算满足: 计算值= 21.996 = 240.000(kPa) 切向应力检算 剪应力验算满足: 计算值= -13.822 = 240.000(kPa) 斜截面剪应力检算 斜剪应力验算满足: 计算值= 40.715 = 240.000(kPa)(六) 墙底截面强度验算 法向应力检算 作用于截面总竖向力 = 2630.596(kN) 总弯距=8572.138(kN-m)

14、相对于验算截面外边缘，合力作用力臂 Zn = 3.259(m) 截面宽度 B = 6.510 (m) 偏心距 e1 = -0.004(m) 截面上偏心距验算满足: e1= -0.004 = 0.300*6.510 = 1.953(m) 截面上压应力: 面坡=402.734 背坡=405.437(kPa) 压应力验算满足: 计算值= 405.437 = 1500.000(kPa) 切向应力检算 剪应力验算满足: 计算值= -88.476 1.300 地基土摩擦系数 = 0.400 地基土层水平向: 滑移力= 493.823(kN) 抗滑力= 1091.088(kN) 地基土层水平向: 滑移验算满

15、足: Kc2 = 2.209 1.300(二) 倾覆稳定性验算 相对于墙趾,墙身重力的力臂 Zw = 3.603 (m) 相对于墙趾,上墙Ey的力臂 Zx = 6.510 (m) 相对于墙趾,上墙Ex的力臂 Zy = 11.783 (m) 相对于墙趾,下墙Ey的力臂 Zx3 = 7.377 (m) 相对于墙趾,下墙Ex的力臂 Zy3 = 3.467 (m) 验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性 倾覆力矩= 2801.341(kN-m) 抗倾覆力矩= 11221.330(kN-m) 倾覆验算满足: K0 = 4.006 1.500(三) 地基应力及偏心距验算 基础为天然基础，验算墙底偏心距及压应力 取倾

16、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 = 2727.597(kN) 总弯距=8419.988(kN-m) 基础底面宽度 B = 6.383 (m) 偏心距 e = 0.104(m) 基础底面合力作用点距离基础趾点的距离 Zn = 3.087(m) 基底压应力: 趾部=469.301 踵部=385.357(kPa) 作用于基底的合力偏心距验算满足: e=0.104 = 0.250*6.383 = 1.596(m) 地基承载力验算满足: 最大压应力=469.301 = 500.000(kPa)(四) 基础强度验算 基础为天然基础，不作强度验算(五) 上墙截面强度验算 上墙

17、重力 Ws = 351.900 (kN) 上墙墙背处的 Ex = 130.976 (kN) 上墙墙背处的 Ey = 52.391 (kN) 相对于上墙墙趾，上墙重力的力臂 Zw = 1.518 (m) 相对于上墙墙趾，上墙Ex的力臂 Zy = 2.783 (m) 相对于上墙墙趾，上墙Ey的力臂 Zx = 2.787 (m) 法向应力检算 相对于上墙墙趾，合力作用力臂 Zn = 0.781(m) 截面宽度 B = 3.900 (m) 偏心距 e1 = 1.169(m) 截面上偏心距验算满足: e1= 1.169 = 0.300*3.900 = 1.170(m) 截面上压应力: 面坡=290.15

18、8 背坡=-82.829(kPa) 压应力验算满足: 计算值= 290.158 = 1500.000(kPa) 拉应力验算满足: 计算值= 82.829 = 240.000(kPa) 切向应力检算 剪应力验算满足: 计算值= -7.882 = 240.000(kPa) 斜截面剪应力检算 斜剪应力验算满足: 计算值= 50.604 = 240.000(kPa)(六) 墙底截面强度验算 法向应力检算 作用于截面总竖向力 = 2644.271(kN) 总弯距=8297.960(kN-m) 相对于验算截面外边缘，合力作用力臂 Zn = 3.138(m) 截面宽度 B = 6.510 (m) 偏心距 e

19、1 = 0.117(m) 截面上偏心距验算满足: e1= 0.117 = 0.300*6.510 = 1.953(m) 截面上压应力: 面坡=449.953 背坡=362.419(kPa) 压应力验算满足: 计算值= 449.953 = 1500.000(kPa) 切向应力检算 剪应力验算满足: 计算值= -86.618 = 240.000(kPa)4.4 挡土墙正面图及构造设计（见3号图）4.5 计算挡土墙工程数量4.5.1圬工数量墙高5 断面面积 12.39 m2 墙高 7 断面面积 17.72 m2墙高8 断面面积 22.2 m2 墙高10 断面面积 34.74 m2 墙高 11 断面面

20、积 40.68 m2 墙高13 断面面积 67.89 m2 墙高 15 断面面积 84.23 m2里程DK277+135DK277+145 （12.39+17.72）*10/2 =150.55 m3里程DK277+145DK277+155 (17.72+34.74)*10/2=262.3m3里程DK277+155DK277+175 (34.74+34.74)*20/2=694.8 m3里程DK277+175DK277+190 (34.7+40.68)*15/2=565.35 m3里程DK277+190DK277+205 (40.68+84.23)*15/2 =936.825m3里程DK277+205DK277+225 (84.23+ 67.89)*20/2=1521.2 m3里程DK277+225DK277+23