二级公路设置仰斜重力式路肩挡土墙计算书

1、计算书一、1、设计资料西安至咸阳的二级公路设置仰斜重力式路肩挡土墙，如图1所示,有关截面尺寸列于图中其中，墙高H=4.90m,墙面和墙背的坡度均为1:0.25(a=14.04°);基底倾斜度tano0=1:1.5(a0=11.31°)墙身和基础由M5砂浆砌筑片石MU30墙背填料为砂性土基础顶面距天然地面0.93m。有关墙背填土、地基土、砌体物力参数列于表中墙背填料、地基和砌体物理力学参数填料重度?(KN/m3)18砌体平a(KN/m3)22内摩擦角*035M5浆砌片石MU30砌体容许压应力为600墙背摩擦角占小/2容许剪应力T100地基重度尸(KN/m3)21容许拉应力仃w

2、l60谷许承载力b0】450地基土摩擦系数以h0.8基地摩擦系数为N0.452、土力学计算按公路路基设计规范JTGD30-2004规定q车辆荷载附加荷载强度，墙高小于2m取20KN/m2,墙高大于10m取10KN/m2,两者之间，直线法内差计算。墙高墙身高度4.90m的附加荷载强度为q=20-冬4.9-2=16.38KN/m210-2则等代均布土层厚度为:q16.38h0丁18=0.91(m)采用库伦士压力理论计算墙后填土和车辆荷载引起的主动土压力,计算图式如下：可确定边界系数(破裂面交会于荷载中部)为：11A0)a+H+2h0a+H74.90+2X0.91X4.90=16.46B0=：ab+

3、b+dh0-：HH+2a+2h°tana221一一一一=-2X4.90X4.90+2X0.91X-0.25=4.17其中：a=0,d=0,b=0破裂面倾角为：tan0=-tan巾+cot小+tan巾tan巾+B0/A0二tan38.48+cot350+tan38.460tan38.46°+4.17/16.46=0.72919=36.10其中：山=(|)+a+6=350-14.040+17.50=38.46主动土压力系数为：tan36.10°-cos0+(|)cos36.10°+35°K=SiTTTTtan8+tana=sin36.10。+38.

4、46。0.25=0.161作为于墙背的主动土压力为:11Ea=2丫KHH+2h0=2X19X0.161X6.30X6.3+2X0.77=75.55(kN)土压力水平分力和竖直分力分别为：Ex=Eacosa+6=75.55Xcos-14.04°+17.575.41kNEy=Easina+6=75.55Xsin-14.04°+17.5°=4.56kN水平土压力作用点至墙趾的力臂:Zx=HH+3h03H+2h0_6.36.3+3X0.77=36.3+2X0.77=2.31mZy=B4-Zxtana=1.52-2.31乂-0.25=2.10(m)3.挡土墙自重及力臂计算将

5、挡土墙分为三部分，如图虚线所示，截面各部分对应的墙体重力及墙趾（。1）1GTKB1Hl=23X1.3X5.5=164.45kNZ1=0.3+0.5X0.25+=1.76(m)5.5X0.25+1.3G2=23X1.6X0.5=18.4kN0.251.6Z2=0.5X-2+=1.76mGb=23X1.6X0.3X0.5=18.4kNZ3=2/31.6+1.52=2.08(m)墙体总重及墙趾(。1)的力臂：G=G+G2+G3=164.45+18.40+5.52=188.37(kN)ZG=(G1Z1+G2Z2+G3Z3)/G=(164.45X1.76+18.4X0.86+5.52X2.08)/188

6、.37=1.68(m)4.抗滑稳定性验算沿基地平面滑动的稳定性验算抗滑稳定方案滑动稳定应满足下式要求：1.1G+丫Q1(Ey+Extana0)仙+(1.1G+丫Q1Ey)tana。-+丫qEx>0由于土压力的作用效应增大对挡土墙结构起不利左右，故丫q1=1.4,则有：1.1X188.37+1.4X(4.56+75.41X0.2)X0.4+(1.1X188.37+1.4X4.56)X0.2-1.4抗滑稳定系数EN=G+Ey=188.37+4.56=192.93(kN)Kc.(EN+ExtanEx-ENtan业_(192.93+75.41X0.2)X0.4426>on75.41-792

7、.93X0.2抗滑稳定性满足要求沿过墙踵水平面滑动的稳定性验算(图330)计入倾斜基底与水平滑动面之间的土楔的重力？G:X75.41=32.30(kN)>01.31?G=2X1.52X0.30X21=4.79(kN)滑动稳定方程(1.1G+g1Ey)4-刈Ex=1.1X188.37+4.79+1.4X4.56X0.8-1.4X75.41=69.51(kN)>0(1)抗滑稳定系数EN+?G叼192.93+4.79KC=Ex_?空2.10>1.3沿过墙踵水平面的抗滑稳定性满足要求。5.倾覆稳定验算倾覆稳定验算倾覆稳定应满足下式要求：0.8GZg+m(EyZy-ExZx)>0

8、即0.8X188.37X1.68+1.4X(4.56X2.10-75.41X2.31)=22.70(kN7rj)>0抗倾覆稳定系数Ko二GZG+EyZy188.37X1.68+4.56X2.10=U=1.87>1.5ExZx75.41X2.31抗倾覆稳定性满足要求6.偏心距及地基承承载力验算荷载效应标准组合按表3-4取荷载综合效应组合系数甲zl=1.0作用于基底中心处的力矩组合：Md=GX(Zg-B24)+Ey(Zy-»Ex(Zx+争=188.37义1.68-0.76+4.562.10-0.76-75.41乂2.31+0.15=-6.10(kN?m)作用于倾斜基地的轴向组

9、合：Nd=(G+Ey)cosoo+Exsin如=(188.37+4.56)Xcos11.31°+75.41xsin11.31=203.97(kN)合力偏心距验算对于倾斜基底，其合力偏心距为：e0=Md_-6,10Nd=203.97=0.03(m)<B5_1,55"66"=0.26(m)合力偏心距满足要求基底应力验算基础埋深(算至墙趾点)为：hD=0.8+0.5=1.30(m)>1.0(m)因hD<3,0m、基础宽度B5V2.0?所以不对地基承载力特征值进行修正，即fa'=fa。对于荷载组合H,地基承载力特征值提高细数K=1.0,因此，fa

10、'=fa=400(kPa)。基底应力计算图示如图所示。基地应力由式求得:而ax喂(1+簧尸警X1+篙=146.88(kPa)<fa=400kPaB5B51.551.550min=Nd1-詈=20；97义1-6j003=116.31(kPa)>0B5B51.551.55基地应力满足要求计算书一、1、设计资料某二级公路设置仰斜重力式路堤挡土墙，如图1所示，有关截面尺寸列于图中其中，墙高H=5.40m,墙面和墙背的坡度均为1:0.25(a=14.04°);基底倾斜度tana0=1:5(a0=11.31°)墙身和基础由M5砂浆砌筑片石MU30墙背填料为砂性土基础

11、，顶面距天然地面1.02m。有关墙背填土、地基土、砌体物力参数列于表中墙背填料、地基和砌体物理力学参数填料重度尸(KN/m3)18砌体、(KN/m3)22内摩擦角035M5浆砌片石MU30砌体容许压应力为ta600墙背摩擦角占(卜/2容许剪应力7100地基重度不(KN/m3)21谷许拉应力仃wl60谷许承载力)0450地基土摩擦系数以h0.8基地摩擦系数为N0.452、土力学计算按公路路基设计规范JTGD30-2004规定q车辆荷载附加荷载强度，墙高小于2m取20KN布2,墙高大于10m取10KN布2,两者之间，直线内差法计算。墙高墙身高度5.40m的附加荷载强度为20-10q=20-E5.4

12、-2=15.75KN/m2则等代均布土层厚度为：h。=等=0.875时）采用库伦士压力理论计算墙后填土和车辆荷载引起的主动土压力，计算图式如下：可确定边界系数（破裂面交会于荷载中部）为：11A0,a+H+2h0a+H=24.90+2X0.91X4.90=16.4611B0=2ab+b+dh0-2HH+2a+2h0tana1=-2X4.90义4.90+2X0.91义-0.25=4.17其中：a=0,d=0,b=0破裂面倾角为：tan0=-tan巾+cot小+tan巾tan巾+B0/A0二tan38.48°+cot350+tan38.460tan38.46°+4.17/16.4

13、6=0.72919=36.10其中：山=（|）+a+6=350-14.040+17.50=38.46主动土压力系数为：cos0+（I）sin8+4tan0+tanacos36.10°+35sin36.10°+38.46tan36.10°-0.25=0.161作为于墙背的主动土压力为:11Ea=万丫KHH+2h0等X19X0.161X6.30乂6.3+2X0.77=75.55(kN)土压力水平分力和竖直分力分别为：Ex=Eacosa+6=75.55义cos-14.04°+17.5°75.41kNEy=Easina+6=75.55xsin-14.0

14、4°+17.5°4.56kN水平土压力作用点至墙趾的力臂：HH+3h06.36.3+3X0.77-Zx=-=2.31mx3H+2ho36.3+2X0.77Zy=B4-Zxtana=1.52-2.31x-0.25=2.10(m)3.挡土墙自重及力臂计算将挡土墙分为三部分，如图虚线所示，截面各部分对应的墙体重力及墙趾(。1)1GTKB1Hl=23X1.3X5.5=164.45kNZi=0.3+0.5X0.25+=1.76(m)5.5X0.25+1.3G2=23X1.6X0.5=18.4kNZ2=0.5X等+16=1.76m22G3=23X1.6X0.3X0.5=18.4kNZ3

15、=2/31.6+1.52=2.08(m)墙体总重及墙趾(O1)的力臂：G=G+G+Q=164.45+18.40+5.52=188.37(kN)Zg=(G1Z1+G2Z2+G3Z3)/G=(164.45X1.76+18.4X0.86+5.52X2.08)/188.37=1.68(m)4.抗滑稳定性验算沿基地平面滑动的稳定性验算抗滑稳定方案滑动稳定应满足下式要求：1.1G+yqi(Ey+Extana0)仙+(1.1G+qqiEy)tana0-+丫qiEx>0由于土压力的作用效应增大对挡土墙结构起不利左右，故丫qi=1.4,则有：1.1X188.37+1.4X(4.56+75.41X0.2)X

16、0.4+(1.1X188.37+1.4X4.56)X0.2-1.4X75.41=32.30(kN)>0抗滑稳定性满足要求沿过墙踵水平面滑动的稳定性验算(图330)计入倾斜基底与水平滑动面之间的土楔的重力？G:-1?G=2X1.52X0.30X21=4.79(kN)滑动稳定方程(1.1G+如Ey)%-g1Ex=1.1X188.37+4.79+1.4X4.56X0.8-1.4X75.41=69.51(kN)>0(1)抗滑稳定系数EN+?G叼_192.93+4.79X0电=2.10>1.3Ex75.41沿过墙踵水平面的抗滑稳定性满足要求。5.倾覆稳定验算倾覆稳定验算倾覆稳定应满足下

17、式要求:0.8GZg+m(EyZy-ExZx)>0即0.8X188.37X1.68+1.4X(4.56X2.10-75.41X2.31)=22.70(kN?rj)>0抗倾覆稳定系数GZG+EyZy_188.37X1.68+4.56'ExZx-75.41X2.31x2.10=1.87>1.5抗倾覆稳定性满足要求6.偏心距及地基承承载力验算荷载效应标准组合e0=Nd泡203.97酊"75B5-1.55Nid而in=1-B56e0B5203.97x1.551-6x0.03=116.31(kPa)>01.55''=1.0按表3-4取荷载综合效应

18、组合系数甲作用于基底中心处的力矩组合：Md=GX(ZG-M)+Ey(Zy-.)-匕0+号)=188.37X1.68-0.76+4.562.10-0.76-75.41乂2.31+0.15=-6.10(kN?m)作用于倾斜基地的轴向组合：Nd=(G+Ey)coso0+Exsin如=(188.37+4.56)Xcos11.31°+75.41Xsin11.31=203.97(kN)合力偏心距验算对于倾斜基底，其合力偏心距为：Md-6.10B51.55Nd=20397=0.03(m)<y=-=0.26(m)合力偏心距满足要求基底应力验算基础埋深(算至墙趾点)为：hD=0.8+0.5=1.

19、30(m)>1.0(m)因hD<3.0m、基础宽度B5<2.0?所以不对地基承载力特征值进行修正，即fa'=fa。对于荷载组合n,地基承载力特征值提高细数K=1.0,因此，fa=fa=400(kPa)。基底应力计算图示如图所示。基地应力由式求得:1+6T03=146.88(kPa)<fa=400kPa1.55基地应力满足要求7.强身截面验算取基顶截面(即I-I)为验算截面，如图3-32所示K=R161,h=0、77(项。(1)土压力计算由前面的主动土土压力计算结果可知：I-I截面宽度Bs=B2=1.30(n),I-I截面处的计算墙高Hi=5、5(m。土压力为ii

20、Ei=2YKHiHi+2ho=2X19X0.161X5.5X5.5+2X0.77=59.22(KN)土压力的水平分力和竖向分力分别为：E1X=Eicosa+5=59.22Xcos-14.04°+17.5°=59.11kNEiy=Eisina+5=59.22Xsin-14.4°+17.5°=3.57kN水平土压力的作用点至I-I截面趾点(O)的力臂：HiHi+3h05.5X5.5+3X0.77Zix=2.03lx3Hi+2h03X5.5+2x0.77竖向土压力的作用点至I-I截面趾点(O)的力臂：Ziy=Bs-ZxXtana=1.3-tan(14.040)=1.81(m)合力偏心距验算作用于I-I截面的轴向力的合力：Nk=G1+E1y=164.45+3.57=168.02kN墙身自重G对i-i截面趾点(O')的力臂:Zs=Bs-Hitanq1.3+5.5X0.251.34作用于I-I截面形心的总力矩：一一ccBsMk=GZs-0.3-+EiyZiyBs=164.45义(1.34-1.3/2)+3.57义1.8121.32EixZix59.11X2.03=-2.38kN.M截面上的轴向力合力偏心距：,Mk-2