六横线跨御临河大桥工程支挡结构计算书

六横线跨御临河大桥工程支挡结构计算书【全一册】工号六横线跨御临河大桥工程支挡结构计算书【全一册】目录1 工程概况 12 设计依据及范围 12.1 设计依据 12.2 设计采用的规范 23 设计标准及计算参数 23.1 设计标准 23.2 岩土体物理力学参数 24 支挡结构计算 34.1 折背式挡墙计算 3-PAGE11-工程概况快速路六横线作为重庆市主城区规划“六横、七纵、一环、七联络”快速路网的重要组成部分，是主城区东部槽谷地带重要的东西向快速通道。本次设计的六横线跨御临河大桥为其东侧一段，位于两江新区龙兴工业园范围内，西起渝江路，跨越御临河，东至御复路。随着龙兴园区快速路六横线周边企业的陆续进驻，如马达西奇飞机发动机制造公司、韩华、可附特、平和精加工等企业意向选址，六横线的建设将为两江新区招商引资提供更好的交通环境。本次设计包括一条城市快速路，总长度889.276m，主要结构为一座818m的跨河桥梁。设计时速80km/h，桥梁宽39m，桥头引道宽49m，为双向8车道。设计依据及范围设计依据（1）我院与建设单位签订的设计委托合同；（2）《重庆市城乡总体规划(2007-2020年)》(2014年深化)；（3）《重庆市主城区综合交通规划(2010-2020年)》；（4）《重庆市主城区综合交通规划评估及优化》（2015-2030）；（5）《重庆市主城区轨道交通总体规划》；（6）《两江新区总体规划（2010-2020）》；（7）《两江新区龙盛片区总体规划（2010-2020）》；（8）《两江新区龙盛片区水系及防洪专项规划》；（9）《重庆市两江新区工业开发区龙盛片区控制性详细规划方案公示（2016年2月）》；（10）由重庆市规划设计院编制的《重庆市快速路六横线规划研究》方案成果2015.01；（11）由中机中联工程有限公司编制的《石河立交道路工程》施工图设计成果；（12）业主提供的1：500地形图及部分管网资料；（13）现状踏勘收集资料；（14）两江新区党工委对《两江新区规划办关于六横线功能定位及规划方案专项研究的批复》；（15）《六横线跨御临河大桥（K4+009～K4+900）工程地质勘察报告》，广西华蓝岩土工程有限公司（16）《两江新区工业开发区内工程项目设计的若干标准》，重庆两江新区开发投资集团有限公司（17）本项目初设批复。设计采用的规范（1）《工程建设标准强制性条文（城市建设部分）》（2）《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）（2016修订版）（3）《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）（4）《地下工程防水技术规范》（GB50108-2008）（5）《混凝土外加剂应用技术规范》（GB50119-2013）（6）《岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范》（GB50086-2015）（7）《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2013）（8）《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）；（9）《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）（2015修订版）（10）《混凝土结构耐久性设计规范》（GB/T50476-2008）设计标准及计算参数设计标准（1）车行荷载：城市-A级；人群荷载：4.0KN/m2；（2）边坡安全等级：一、二级；（3）边坡稳定安全系数：＞1.35（1.30）；（4）边坡支护结构重要性系数：1.1（1.0）；（5）结构设计安全使用年限及设计基准期：50年。岩土体物理力学参数根据广西华蓝岩土工程有限公司提供的《六横线跨御临河大桥（K4+009～K4+900）工程地质勘察报告》，岩土体物理力学计算参数按下表选取：岩土体物理力学参数推荐值一览表岩性指标素填土粉质粘土泥岩砂岩强风化中风化强风化中风化重度(kN/m3)天然20.0*19.5/25.5*/25.0*饱和20.5*19.8/25.6*/25.1*岩石抗压强度标准值（MPa）天然///7.37/28.47饱和///4.64/21.11地基承载力特征值(KPa)现场荷载试验确定150*350*2726450*10535承载力基本容许值(KPa)/180*250*500*350*1000*岩体抗拉强度建议值(KPa)///160/787岩（土）体抗剪内聚力(KPa)5*(天然)3*(饱和)20.73/16.04/364/1652岩（土）体抗剪内摩擦角(°)28*(天然)23*(饱和)11.16/7.69/31.3/32.3土体水平抗力系数的比例系数（MN/m4）8*14*////岩体水平抗力系数（MN/m3）///60*/360*基底摩擦系数0.30*0.25*0.35*0.40*0.35*0.45*负摩阻力系数0.30*/////变形模量MPa///970.97/5265.88弹性模量MPa///1070.56/5620.15泊松比μ///0.36/0.19支挡结构计算折背式挡墙计算取最高7m折背式挡墙进行计算：墙身尺寸:墙身总高:7.000(m)上墙高:2.800(m)墙顶宽:2.000(m)台宽:0.000(m)面坡倾斜坡度:1:0.000上墙背坡倾斜坡度:1:0.200下墙背坡倾斜坡度:1:-0.100采用1个扩展墙址台阶:墙趾台阶b1:0.500(m)墙趾台阶h1:0.800(m)墙趾台阶与墙面坡坡度相同墙底倾斜坡率: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:24.000(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:7800.000(kPa)墙身砌体容许弯曲拉应力:430.000(kPa)墙身砌体容许剪应力:850.000(kPa)材料抗压极限强度:14.000(MPa)材料抗力分项系数:1.540系数醩:0.0020场地环境:一般地区墙背与墙后填土摩擦角:15.000(度)地基土容重:25.000(kN/m3)修正后地基承载力特征值:10535.000(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:0.450地基土类型:岩石地基地基土内摩擦角:50.000(度)墙后填土土层数:2土层号层厚容重浮容重内摩擦角粘聚力土压力(m)(kN/m3)(kN/m3)(度)(kPa)调整系数12.80020.00028.0005.0001.00025.00025.00050.0000.0001.000土压力计算方法:库仑坡线土柱: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115.0000.0001第1个:定位距离0.000(m)城-A级地面横坡角度:0.000(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)荷载组合信息:结构重要性系数:1.100荷载组合数:1=====================================================================第1种情况:组合1=============================================组合系数:1.0001.挡土墙结构重力分项系数=0.900√2.填土重力分项系数=1.400√3.填土侧压力分项系数=1.400√4.车辆荷载引起的土侧压力分项系数=1.400√=============================================[土压力计算]计算高度为7.261(m)处的库仑主动土压力无荷载时的破裂角=27.432(度)城-A级路基面总宽=15.000(m),路肩宽=0.000(m)安全距离=0.600(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5列布置宽度=2.013(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)010.6000.25030.00030.000022.4000.25030.0000.000030.6000.60070.00070.000042.4000.60070.0000.000050.6000.60070.00070.000062.4000.60070.0000.000070.6000.600100.000100.000082.4000.600100.0000.000090.6000.60080.00080.000102.4000.60080.0000.000布置宽度B0=2.013(m)分布长度L0=19.817(m)荷载值SG=350.000(kN)换算土柱高度h0=0.439(m)计算上墙土压力按假想墙背计算得到:第1破裂角：30.114(度)Ea=28.853(kN)Ex=22.324(kN)Ey=18.279(kN)作用点高度Zy=0.802(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不存在计算下墙土压力无荷载时的破裂角=27.828(度)城-A级路基面总宽=15.000(m),路肩宽=0.000(m)安全距离=0.600(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5列布置宽度=3.947(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)010.6000.25030.00030.000022.4000.25030.00030.000030.6000.60070.00070.000042.4000.60070.00070.000050.6000.60070.00070.000062.4000.60070.00070.000070.6000.600100.000100.000082.4000.600100.000100.000090.6000.60080.00080.000102.4000.60080.00080.000第2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)013.7000.25030.00030.000025.5000.25030.0000.000033.7000.60070.00063.819045.5000.60070.0000.000053.7000.60070.00063.819065.5000.60070.0000.000073.7000.600100.00091.170085.5000.600100.0000.000093.7000.60080.00072.936105.5000.60080.0000.000布置宽度B0=3.947(m)分布长度L0=22.392(m)荷载值SG=1021.743(kN)换算土柱高度h0=0.578(m)按力多边形法计算得到:破裂角：28.637(度)Ea=63.514(kN)Ex=62.681(kN)Ey=10.253(kN)作用点高度Zy=1.935(m)墙身截面积=16.999(m2)重量=407.987(kN)衡重台上填料重(包括超载)=0.003(kN)重心坐标(2.372,-1.866)(相对于墙面坡上角点)(一)滑动稳定性验算基底摩擦系数=0.450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=405.965(kN)En=36.849(kN)Wt=40.597(kN)Et=81.744(kN)滑移力=41.147(kN)抗滑力=199.266(kN)滑移验算满足:Kc=4.843>1.300滑动稳定方程验算：滑动稳定方程满足:方程值=155.152(kN)>0.0地基土层水平向:滑移力=85.005(kN)抗滑力=222.532(kN)地基土层水平向:滑移验算满足:Kc2=2.618>1.300(二)倾覆稳定性验算相对于墙趾,墙身重力的力臂Zw=1.634(m)相对于墙趾,上墙Ey的力臂Zx=2.900(m)相对于墙趾,上墙Ex的力臂Zy=5.002(m)相对于墙趾,下墙Ey的力臂Zx3=2.807(m)相对于墙趾,下墙Ex的力臂Zy3=1.674(m)验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性倾覆力矩=216.568(kN-m)抗倾覆力矩=748.395(kN-m)倾覆验算满足:K0=3.456>1.500倾覆稳定方程验算：倾覆稳定方程满足:方程值=344.594(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=442.814(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=531.827(kN-m)基础底面宽度B=2.627(m)偏心距e=0.112(m)基础底面合力作用点距离基础趾点的距离Zn=1.201(m)基底压应力:趾部=211.868踵部=125.258(kPa)最大应力与最小应力之比=211.868/125.258=1.691作用于基底的合力偏心距验算满足:e=0.112<=0.200*2.627=0.525(m)墙趾处地基承载力验算满足:压应力=211.868<=12642.001(kPa)墙踵处地基承载力验算满足:压应力=125.258<=13695.499(kPa)地基平均承载力验算满足:压应力=168.563<=10535.000(kPa)(四)基础强度验算基础为天然地基，不作强度验算(五)上墙截面强度验算上墙重力Ws=153.216(kN)上墙墙背处的Ex=22.324(kN)上墙墙背处的Ey=4.465(kN)相对于上墙墙趾，上墙重力的力臂Zw=1.146(m)相对于上墙墙趾，上墙Ex的力臂Zy=0.802(m)相对于上墙墙趾，上墙Ey的力臂Zx=2.400(m)[容许应力法]:法向应力检算:相对于上墙墙趾，合力作用力臂Zn=1.068(m)截面宽度B=2.560(m)偏心距e1=0.212(m)截面上偏心距验算满足:e1=0.212<=0.250*2.560=0.640(m)截面上压应力:面坡=92.246背坡=30.942(kPa)压应力验算满足:计算值=92.246<=7800.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足:计算值=-15.917<=850.000(kPa)斜截面剪应力检算:验算斜截面与水平面的夹角=24.272(度)斜剪应力验算满足:计算值=11.746<=850.000(kPa)[极限状态法]: 重要性系数?0=1.100 验算截面上的轴向力组合设计值Nd=144.145(kN) 轴心力偏心影响系数醟=0.894 挡墙构件的计算截面每沿米面积A=2.560(m2) 材料抗压极限强度Ra=14000.000(kPa) 圬工构件或材料的抗力分项系数鉬=1.540 偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数豮=1.000 计算强度时: 强度验算满足:计算值=158.560<=20817.020(kN) 计算稳定时: 稳定验算满足:计算值=158.560<=20817.020(kN)(六)墙底截面强度验算验算截面以上，墙身截面积=16.654(m2)重量=399.706(kN)相对于验算截面外边缘，墙身重力的力臂Zw=1.631(m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于截面总竖向力=428.241(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=523.159(kN-m)相对于验算截面外边缘，合力作用力臂Zn=1.222(m)截面宽度B=2.640(m)偏心距e1=0.098(m)截面上偏心距验算满足:e1=0.098<=0.250*2.640=0.660(m)截面上压应力:面坡=198.482背坡=125.931(kPa)压应力验算满足:计算值=198.482<=7800.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足:计算值=-32.685<=850.000(kPa)[极限状态法]: 重要性系数?0=1.100 验算截面上的轴向力组合设计值Nd=399.684(kN) 轴心力偏心影响系数醟=0.863 挡墙构件的计算截面每沿米面积A=2.640(m2) 材料抗压极限强度Ra=14000.000(kPa) 圬工构件或材料的抗力分项系数鉬=1.540 偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数豮=0.976 计算强度时: 强度验算满足:计算值=439.653<=20719.109(kN) 计算稳定时: 稳定验算满足:计算值=439.653<=20214.438(kN)(七)台顶截面强度验算[土压力计算]计算高度为6.200(m)处的库仑主动土压力无荷载时的破裂角=27.432(度)城-A级路基面总宽=15.000(m),路肩宽=0.000(m)安全距离=0.600(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5列布置宽度=2.013(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)010.6000.25030.00030.000022.4000.25030.0000.000030.6000.60070.00070.000042.4000.60070.0000.000050.6000.60070.00070.000062.4000.60070.0000.000070.6000.600100.000100.000082.4000.600100.0000.000090.6000.60080.00080.000102.4000.60080.0000.000布置宽度B0=2.013(m)分布长度L0=19.817(m)荷载值SG=350.000(kN)换算土柱高度h0=0.439(m)计算上墙土压力按假想墙背计算得到:第1破裂角：30.114(度)Ea=28.853(kN)Ex=22.324(kN)Ey=18.279(kN)作用点高度Zy=0.802(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不存在计算下墙土压力无荷载时的破裂角=28.368(度)城-A级路基面总宽=15.000(m),路肩宽=0.000(m)安全距离=0.600(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5列布置宽度=3.568(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)010.6000.25030.00030.000022.4000.25030.00030.000030.6000.60070.00070.000042.4000.60070.00070.000050.6000.60070.00070.000062.4000.60070.00070.000070.6000.600100.000100.000082.4000.600100.000100.000090.6000.60080.00080.000102.4000.60080.00080.000第2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)013.7000.25030.0000.000025.5000.25030.0000.000033.7000.60070.00019.588045.5000.60070.0000.000053.7000.60070.00019.588065.5000.60070.0000.000073.7000.600100.00027.983085.5000.600100.0000.000093.7000.60080.00022.386105.5000.60080.0000.000布置宽度B0=3.568(m)分布长度L0=21.780(m)荷载值SG=789.544(kN)换算土柱高度h0=0.508(m)按力多边形法计算得到:破裂角：29.396(度)Ea=39.800(kN)Ex=39.278(kN)Ey=6.425(kN)作用点高度Zy=1.508(m)[强度验算]验算截面以上，墙身截面积=14.510(m2)重量=348.248(kN)相对于验算截面外边缘，墙身重力的力臂Zw=1.674(m)[容许应力法]:法向应力检算:作用于截面总竖向力=372.955(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=315.089(kN-m)相对于验算截面外边缘，合力作用力臂Zn=0.845(m)截面宽度B=2.220(m)偏心距e1=0.265(m)截面上偏心距验算满足:e1=0.265<=0.250*2.220=0.555(m)截面上压应力:面坡=288.396背坡=47.585(kPa)压应力验算满足:计算值=288.396<=7800.000(kPa)切向应力检算:剪应力验算满足:计算值=-39.449<=850.000(kPa)[极限状态法]: 重要性系数?0=1.100 验算截面上的轴向力组合设计值Nd=348.013(kN) 轴心力偏心影响系数醟=0.689 挡墙构件的计算截面每沿米面积A=2.220(m2) 材料抗压极限强度Ra=14000.000(kPa) 圬工构件或材料的抗力分项系数鉬=1.540 偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数豮=0.966 计算强度时: 强度验算满足:计算值=382.814<=13907.722(kN) 计算稳定时: 稳定验算满足:计算值=382.814<=13431.265(kN)=================================================各组合最不利结果=================================================(一)滑移验算安全系数最不利为：组合1(组合1)抗滑力=199.266(kN),滑移力=41.147(kN)。滑移验算满足:Kc=4.843>1.300滑动稳定方程验算最不利为：组合1(组合1)滑动稳定方程满足:方程值=155.152(kN)>0.0安全系数最不利为：组合1(组合1)抗滑力=222.532(kN),滑移力=85.005(kN)。地基土层水平向:滑移验算满足:Kc2=2.618>1.300(二)倾覆验算安全系数最不利为：组合1(组合1)抗倾覆力矩=748.395(kN-M),倾覆力矩=216.568(kN-m)。倾覆验算满足:K0=3.456>1.500倾覆稳定方程验算最不利为：组合1(组合1)倾覆稳定方程满足:方程值=344.594(kN-m)>0.0(三)地基验算作用于基底的合力偏心距验算最不利为：组合1(组合1)作用于基底的合力偏心距验算满足:e=0.112<=0.200*2.627=0.525(m