某高校公路挡土墙工程课程设计

计算书设计资料：设计路线K58＋070――K58＋130，傍山路线，设计高程均为1654.50，山坡为砾石地层，附近有开挖石方路堑的石灰岩片石供作挡土墙材料。设计路段为直线段，横断面资料如横断面地形资料表。山坡基础为中密砾石土，摩阻系数f＝0.4，基本载力（σ）＝520千帕。填土边坡为1：m＝1：1.5，路基宽度为7.0米。墙背填料为就地开挖砾石土，容重为γ＝18.6千牛/米，计算内摩阻角Φ＝35°。墙体用50号砂浆砌片石，容重为γ＝22.5千牛/米，容许压应力（σ）＝2450千帕,容许剪应力（τ）＝862.4千帕,外摩阻角δ＝Φ/2=17.5°.设计荷载用汽――15，验算荷载用挂――80。稳定系数：滑动稳定系数[Kc]=1.3,[Ko]=1.5.墙体选择选择路肩墙，因为通过试算判断，路堤墙的墙高比路肩墙要高，又因其所处地形横坡陡峻，墙背采用俯斜式，可以利用陡直墙面减小墙高、减少占地。若采用仰斜式，虽然墙后压力较俯斜式小，但其较小的墙体自重不能提供足够的抗倾覆能力。因此在K58+80和K58+120处采用俯斜式路肩墙。而在K58+90~K58+110处，地形较陡，通过初步试算，采用俯斜式路肩墙比用衡重式圬工量多，且较难通过验算，所以在此段内用衡重式路肩墙。计算步骤K58+90～K58+110处（K58+90和K58+110处的挡土墙由K58+100处按适当比例缩小，见图）拟采用衡重式路肩墙，墙高H=9m，上墙=3.6m,墙背俯斜1:0.33（＝18º15´),衡重台宽d=1.0m,下墙=5.4m，墙背仰斜1:0.25（＝－14º02´），墙面坡度1:0.05,墙身分段长度为12m。一、车辆荷载换算烫浩面由于是汽灌－亭1数5膏，可以选取分倍段长度卵L笔=斑1技2国m破惊黄掩挂作－染8返0党的慎＝意0.64m阳,痒布置在路基全帜宽。敏二供、上墙土压力朋计算绪1效、菠计算破裂角，稿判断是否出现慨第二破裂面掩拾碰假象墙背倾角稠为浩赔财千嗓裳陆假设破裂面交甲于荷载内，按使《路基》手册册中核表盐9俱－酬3旗第一类公式耍，游味芦趟隐齐骄极烈门裁气验算破裂面位球置吃愁锅第一破裂面距煤墙顶内缘书庙晌（喘1绿）吩对于设计荷载仪汽慧―彩―掉15，殃破裂面交于荷候载内，与假设厨相符，采用公堡式正确。宝拌而抄（嗽27.5场º键<31.28偶º鱼），故出现第错二破裂面。雀（款2衔）肆对于仿验算限荷载乒挂冒―助―乡80<7.0m昆同样破裂面交萌于荷载内，与槽假设相符结揉又由于房（洁27.5黎º脂<31.28早º瓣），脂也普将会出现第二忠破裂面。补2斧、计算优第二破裂面上扰的主动土压力钱散缓（锻1驳）畅对于设计荷载腐汽僻―域―尸15卧扁挂侨葬剥叼勾腰巨美主动土压力葛再针签制根蔑览啊距贺棋坐对上墙的力臂撒：也盖只奏从茎搏下墙土压力计澡算安采用力多边形宝法，按铁路手军册《挡土墙》插中相应公式计周算。污费维（法1齿）高对于设计荷载帮汽腰―勒―贩15求破裂角孤假设破裂角交骤于荷载外垄。则楚tan彼ω拍=0.794烫验算礼破裂面窄位置拴破裂面交于荷浩载之外，与原垄假定懂相符，恋采用公式正确糠。计算土压力致蚁清券璃庙山梅飘棒还勉艺墙身截面计算洽经试算宰后，取够墙顶宽覆0.5哨m边，上墙底宽倍2.2矿m屑，下墙底娃宽派B趟＝回2线m皱。勇每延米上墙重限及对墙趾力臂矿底翻辰敢每延米下墙及传对墙趾的力臂毯鸣贷升第二破裂面与橡墙背之间的土齐重及力臂网对于设计荷载愤汽眠―田―馆15花其中，对墙址星的力臂：贯4职）土楔上的荷慨载重及力臂鸡咱对于设计荷载蓝汽饥―激―晴15义泥禁态成稳定性及强度叛计算浮通胃对于设计荷载亭汽雁―封―裤15领抗滑稳定性校验算陈假满足抗滑稳定凭性要求。挽竹2才）抗倾覆稳定比性腥验算逗鸡满足抗倾覆稳汤定性要求。僵偏心距及基底雹应力验算樱宅卵且灵e<B/6(酱=秃3.3m屋)烈饼仗渴喷满足要求。截面应力验算患已知作用于上半墙墙后土体第关二破裂面上的险土压力灌及水平分力准，现求上墙实仓际墙背上的土任压力坚。对上墙的力臂乱阻巷懂（景1伯）选上墙墙底诞水平截面验算浊愈锡<0.3邻(漂=姨0.休66m持)紫诊雄狼室裹高耍郑庆舱>让裙财越炎<[敢γ守](=862赛.4kPa)茂(2)印壤斜截面剪应力臣验算简鲁畅梳洲预势耻葱背您刚(番-及0.941哀舍犹去咏)剧山胸置因砖悦满足要求。浑六婶、爱对于验算荷载盾挂洗―跑―慰80侮的计算知按上述相同的吼方法与步骤，映以挂君车掏—罢—牧8膀0破验算荷载计算盐。因验算荷载组布置在路基全嘴宽，故下墙土坏压力按铁路设印计手册〈〈挡感土墙〉〉中哲表赛27-荷6壶第四类公式计嫂算，结果如下炮：蓝=说94.65k届N;似宽=108.3失1kN;饶=1.49>廊1.3;舒反望=1.72>跃1.5;活E门=级0.31m炼<B/6(=迈0.33m哲);赠=518.2响8kPa<糖;怠上墙墙底面解：苍戚遇=0.59年约编那蚊=+149.赶91kPa<乒泽忙赴众=-38.6胆7kPa<网平剪全=21.87昂kPa<[休γ第](=862饰.4kPa)匹斜剪变=24.25挖kPa<[秤γ心](=862副.4kPa)程综上可知该截上面衡重式挡土恶墙对于设计荷借载异汽冠―它―沈1翼5洒和验算荷载漫挂篇―究―渴8励0肚均满足各项强揪度指标，袄符合要求。钩K58+8夺0缴和仰K58+12厦0片处色初步选定的尺摊寸为：薄墙高筋H=勾6.0m姓，炒α拿=18星°劫，帆b1=板1.0m岔，底矮宽奏B=1.0+阻6×tan1自8º=进2.95m执,撑墙身分段长度渡为洒8.6神m胳。河1喘、匀台洲车辆荷载换算浆对于计算荷载绝：汽车雷－钳15沾(1)宜案求破裂面棱体悄宽斧度森L0.爪假设破裂面交桶于荷载外侧，铺＝办3廊5明°职＋给18触°冒＋族17.5爽°妄＝解70.5径°满，似A==0.443个θ悔=23.89岸°果=Hta且n奏θ舌+Hta位n典α疑=6×0.4扔43+6×0稍.325=钟4.6073球m躲(饥<5.5+0喘.5=添6m诉,蚊所以破裂面交做在荷载吐内棉)宝。今（饼2披）纵向分布长武度衫B耻由规范可知，衔可设其分布长溜度为纪15m次.蹦（沾3大）计算等代均诉布土层厚度姐车轮中心距路俯基边缘惯0.5m浅，喇＝编7.0m紧,舍重车在破裂棱岁体内能布置两由辆诉。某Σ滥G=700N摔.溜浓矛架=欢Σ傍G/B览γ嚼=润400莲/(鼻8.6递×5.5×1践8.6)=佩0.456m验算荷载筝挂车柿－卫8北0炕，哈＝爸0.64m纵，布置在路基爬全宽。鲜2虎、主动土压力蓝计算1）设计荷载陕=cos(2季3.89膜°+35°稳)送×(tan2葡3.89°+骄tan18°补)永/sin(2浇3.89牵°+70.5循°器)=0.398咽＝秩0.5毅/剪（围tan23.电98拴°+tan1颤8°寄）恼＝均0.651m蝇土压力作用点怕：验算荷载客假设破裂面交斩于荷载中部，-0.310=0.445缴θ榨=24.00沸°爸破裂棱体宽胡度佩L0=6×0颈.445+6勇×tan18伯°=瓜4.622m沙下（庄<掩7m涛,捡与假设相符）辉。=0心土压力作用点么：卫比较设计荷载撤与验算荷载计汤算结果可知，丝验算荷载时的僚土压力较大，晕而且主动土压科力的作用点与规计算荷载时相肢近，故墙身断矛面尺寸应由验载算荷载（挂车质－都8电0酒）控制。氧3垂、稳定性验算穴一般情况下，摆挡土墙的抗倾泻覆稳定性较易骂满足，墙身断网面尺寸主要由喇抗滑动稳定性垮和基底承载力傍来控制。故选术择基底倾角联为晶5灰°翠。通计算墙身自怜重恨W惰力歪臂救Z碑w券（取墙长乒1m搭计）备墙身觉重玩W嫌及其力杀臂旧Z热w汤计算图示如茎图宅:贸由力矩平衡原趁理得求解得抓Zw=吨1.07m而1佛)晋抗滑稳定性验弃算厘=1.44>邀[Kc]=1座.3房框满足要求溉抗倾覆稳定性胁验算歪＝炼1.8节2洁﹥架[K呜0顶]做＝插1.5满足要求挡基底应力与偏贿心距验算盯=362.0愁2kN=0.60m会=足0.87m翁>B/6=岩0.49m不满足要求。桃将墙趾加宽成关宽截0.6m财，高