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重力式挡土墙算例

来源:二三娱乐
路基路面工程课程设计

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目录

1. 挡土墙设计说明 --------------------------------------- 2 2. 设计计算书 ------------------------------------------- 2 3. 结构设计图 ------------------------------------------- 6

重力式挡土墙设计说明

一、设计资料:

1•墙身构造。浆砌片石重力式路堤墙,墙身高 H=10.19m,墙上填土高a=3m, 宽b=4.5m

(填土边坡1:1.5),墙背仰斜,坡度1: 0.25(沪-14.04°)。墙身分段 长度10m,行车道宽度6m,路基宽度7m。

2. 车辆荷载。计算荷载,汽车一超 20,验算挂一120。 3.

土壤地质情况。墙背填土容重 尸18kN/m2 3,计

算内摩擦角 ①二35° ,填土 与墙背间的内摩擦角 A①/2允许承载力[(T R]=400kPa,基底摩擦系数f=0.4。

4. 墙身材料。砌体容重24kN /m3。容许压应力[c 0]=600kPa,容许剪应力[T ] =100kPa,

容许弯拉应力[c wl] = 60 kPa。

重力式挡土墙设计计算书

、车辆荷载换算

(1)试算不计车辆荷载作用时破裂棱体宽度 Be;

2

3 10.192 1.540

四•设计挡土墙截面

1、平墙面与基地倾斜的1:5,夹角为

°

11.31 ,墙顶面宽度b1=2.50m。

ab H(H

(H a)

3 4.5 2a) tan

2

10.19 (10.19 2 3) tan( 14.04 ) 0.315

tan tan (cot tan )(ta n A)

tan 38.46 则:

. (cot 35 tan 38.46 ) (tan 38.46

0.315) 0.78

arcta n0.78 37.81

B0 (H a) tan H tan b

(10.19 3) 0.78 10.19 tan( 1404) 4.5 3.24m

求纵向分布长度L。一般重车的扩散长度为:

L L0 (H 2a)tan30 13 (10.19 2 3)tan30 22.35m 15m

大于挡土墙的分段长度,取计算长度 L=15m,布置一辆重车,总重力550kN。 计算车辆荷载总重工Q,车轮中心距路基边缘0.5m; B0=3.24,车宽1.8m,车间 距1.3,正好一车故

Q

换算土层厚度:h。 刀 Q=550KN .

B0L

550 18 3.24 15

0.63m

(2)验算荷载。挂车一120,直接采用h0=0.96m,布置在路基全宽 三.主动土压力计算 (1)设计荷载:汽车一超20级。

求破裂角假设破裂面交于荷载中

P,可采用相应的公式计算:

A

ab 2h(b d) H(H 2a 2h)tan00

(H a)(H a 2h°)

3 4.5 2 0.63 (4.5 0.5) 10.19 (10.19 2 3 2 0.63) tan( 14.04 ) 公式正确。 0.34

(2)计算主动土压力数K及修正系数Ki

主动土压力系数:

K

cos( )

si n( ) (tan tan ) cos(38.43 35 ) sin(38.43

38.46 )

(0.79 0.25) 0.158 hb ata n i tan tan 3.94 m 4.5 3 0.79 0.79 0.25

hd 2

0.5 — tan tan

0.79 0.25 h3 H h1

h2

10.19 3.94 0.93 5.32m

K1 1 2a

(1

2h。h3

3 4

H

S2H

H2

1 (1 10.19

(3)求主动土压力及作用点位置乙

G gH 0.190b3

1 )

24 (2.50 10.19 0.190 2.502) 582.9kN

G2 0.095b12 24 0.095 2.502 14.25kN

G G1 G2

587.15kN

各部分墙重对墙趾M的力臂:

0.93m

3.94 2 10.19

) 2 0.63 5.32

10.192

1.540

主动土压力:

E 1 H2KQ

2

1

2

18 10.192

17.5 )

0.158 1.540 226.98kN

227.39kN

Ex E cos(

)227.39 cos( 14.04

Ey

Esi n( )227.39 sin( 14.04

2

作用位置:

a(H hj 17.5 )

N

13.72k

h°h3(3h3 2H ) 10.19 3

3H K2

1

3 (10.19 3.94) 2

0.63 5.32 (3 5.32 2 10.19) 3.61m

乙 [(H 0.190b,) 0.25 bj 2

2.50]

2

2.21m

[(10.19 0.190 2.50) 0.25 Z

2

0.651 b

10.651 2.50 1.63m

土压力对墙趾的力臂: Z Z 0.190 b

X1

X

1

3.61 0.190 2.50 3.14m

Z

y1

b-i Z tan 2.50 3.14 0.25 3.29m

x1

2、抗滑动稳定性验算 K

c

[Geos 0 Esin( Eeos(

0

°

)]f ) Geos

0

(480cos11.31 227.39sin14.77 ) 0.4 227.39cos14.77 480sin 11.31 1.68 [Ke] 1.3

(其中:

0

14.77 )结构安全

3、抗倾覆稳定性验算

G1Z1

K

G2 Z2 EyEX Zx1

Zy1

抗倾覆稳定系数:

582.9 2.21 14.25 1.63 13.72 3.29 1.90 [K0]

结构稳定

226.98 3.14 1.5

4、基底应力检算

B b

1

1

0.190b

10.25 2.38m

ZN

G1Z1 G2Z2 E yZ y1

EX Zx1

G1 G2 Ey

582.9 2.21 14.25 1.63 13.72 3.29 226.98 3.14 5 6 即符合1.3

0

480 13.72

2.38

1.30 -0.11 ; 有 e 1

B1 6

R

] 400kPa

B1

e 1 ZN

6 2 则

max

G Ey 6e 597.15 13.72

(1 )

(1

6 0.11

)

320.20kPa

地基承载力

5、墙身截面强度验算 6截面应力检算

墙面、墙身互相平行,截面的最大应力出现在接近基底处。由基底应力检算可知, 偏心距以及基底应力均满足地基要求,墙身截面应力也满足要求。因此采用挡土 墙墙顶宽为

2.50m技术满足要求。

m^

B1重力式挡土墙设计结构图

B/ 2.38 2.38 181.16kPa

(10.19 3) 35

14.04

17.5

38.46 ;

(10.19 3) (10.19 3 2 0.63)

tan tan

tan 38.46 (cot tan )(ta n A)

0.34) 0.79

, (cot 35 tan 38.46 ) (tan 38.46

38.43

验算破裂面是否交于荷载内,堤顶破裂面至墙踵:

(H a) tan (10.19 3) 0.79 10.42

荷载内缘至墙踵:

b H tan d 4.5 10.19 ( 0.25) 0.5 7.55

荷载外缘至墙踵: (b H tan d) b0

4.5 10.19 ( 0.25) 7 14.55

因7.55m<10.42m<14.55m,故破裂面交于荷载内,与原假定相符,所选用的计算

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