路肩衡重式.docx
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路肩衡重式
衡重式挡土墙验算[执行标准:
公路]
计算项目:
衡重式挡土墙16
计算时间:
2011-07-2420:
43:
13星期日
------------------------------------------------------------------------
原始条件:
墙身尺寸:
墙身总高:
10.000(m)
上墙高:
4.000(m)
墙顶宽:
0.900(m)
台宽:
1.000(m)
面坡倾斜坡度:
1:
0.100
上墙背坡倾斜坡度:
1:
0.350
下墙背坡倾斜坡度:
1:
-0.300
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:
0.150:
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:
0.580
墙身砌体容许压应力:
1000.000(kPa)
墙身砌体容许弯曲拉应力:
140.000(kPa)
墙身砌体容许剪应力:
90.000(kPa)
材料抗压极限强度:
3.000(MPa)
材料抗力分项系数:
2.310
系数醩:
0.0020
挡土墙类型:
一般挡土墙
墙后填土内摩擦角:
30.000(度)
墙后填土粘聚力:
0.000(kPa)
墙后填土容重:
20.000(kN/m3)
墙背与墙后填土摩擦角:
15.000(度)
地基土容重:
18.000(kN/m3)
修正后地基承载力特征值:
300.000(kPa)
地基承载力特征值提高系数:
墙趾值提高系数:
1.000
墙踵值提高系数:
1.000
平均值提高系数:
1.000
墙底摩擦系数:
0.350
地基土类型:
土质地基
地基土内摩擦角:
30.000(度)
土压力计算方法:
库仑
坡线土柱:
坡面线段数:
2
折线序号水平投影长(m)竖向投影长(m)换算土柱数
16.6000.0001
第1个:
距离0.000(m),宽度6.600(m),高度0.150(m)2004路基规范挡土墙人群荷载
227.5000.0001
第1个:
定位距离0.000(m)公路-I级
地面横坡角度:
20.000(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)
=====================================================================
第1种情况:
组合1
=============================================
组合系数:
1.000
1.挡土墙结构重力分项系数=1.200√
2.填土重力分项系数=1.200√
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10.431(m)处的库仑主动土压力
无荷载时的破裂角=30.002(度)
公路-I级
路基面总宽=27.500(m),路肩宽=0.000(m)安全距离=0.500(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9列
布置宽度=27.500(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)
010.5000.30015.00015.000
022.3000.30015.00015.000
030.5000.60060.00060.000
042.3000.60060.00060.000
050.5000.60060.00060.000
062.3000.60060.00060.000
070.5000.60070.00070.000
082.3000.60070.00070.000
090.5000.60070.00070.000
102.3000.60070.00070.000
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)
013.6000.30015.00015.000
025.4000.30015.00015.000
033.6000.60060.00060.000
045.4000.60060.00060.000
053.6000.60060.00060.000
065.4000.60060.00060.000
073.6000.60070.00070.000
085.4000.60070.00070.000
093.6000.60070.00070.000
105.4000.60070.00070.000
第3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)
016.7000.30015.00015.000
028.5000.30015.00015.000
036.7000.60060.00060.000
048.5000.60060.00060.000
056.7000.60060.00060.000
068.5000.60060.00060.000
076.7000.60070.00070.000
088.5000.60070.00070.000
096.7000.60070.00070.000
108.5000.60070.00070.000
第4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)
019.8000.30015.00015.000
0211.6000.30015.00015.000
039.8000.60060.00060.000
0411.6000.60060.00060.000
059.8000.60060.00060.000
0611.6000.60060.00060.000
079.8000.60070.00070.000
0811.6000.60070.00070.000
099.8000.60070.00070.000
1011.6000.60070.00070.000
第5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)
0112.9000.30015.00015.000
0214.7000.30015.00015.000
0312.9000.60060.00060.000
0414.7000.60060.00060.000
0512.9000.60060.00060.000
0614.7000.60060.00060.000
0712.9000.60070.00070.000
0814.7000.60070.00070.000
0912.9000.60070.00070.000
1014.7000.60070.00070.000
第6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)
0116.0000.30015.00015.000
0217.8000.30015.00015.000
0316.0000.60060.00060.000
0417.8000.60060.00060.000
0516.0000.60060.00060.000
0617.8000.60060.00060.000
0716.0000.60070.00070.000
0817.8000.60070.00070.000
0916.0000.60070.00070.000
1017.8000.60070.00070.000
第7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)
0119.1000.30015.00015.000
0220.9000.30015.00015.000
0319.1000.60060.00060.000
0420.9000.60060.00060.000
0519.1000.60060.00060.000
0620.9000.60060.00060.000
0719.1000.60070.00070.000
0820.9000.60070.00070.000
0919.1000.60070.00070.000
1020.9000.60070.00070.000
第8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)
0122.2000.30015.00015.000
0224.0000.30015.00015.000
0322.2000.60060.00060.000
0424.0000.60060.00060.000
0522.2000.60060.00060.000
0624.0000.60060.00060.000
0722.2000.60070.00070.000
0824.0000.60070.00070.000
0922.2000.60070.00070.000
1024.0000.60070.00070.000
第9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)
0125.3000.30015.00015.000
0227.1000.30015.00015.000
0325.3000.60060.00060.000
0427.1000.60060.00060.000
0525.3000.60060.00060.000
0627.1000.60060.00060.000
0725.3000.60070.00070.000
0827.1000.60070.00070.000
0925.3000.60070.00070.000
1027.1000.60070.00070.000
布置宽度B0=27.500(m)分布长度L0=15.309(m)荷载值SG=4950.000(kN)
换算土柱高度h0=0.588(m)
计算上墙土压力
按假想墙背计算得到:
第1破裂角:
30.016(度)
Ea=118.079(kN)Ex=57.311(kN)Ey=103.238(kN)作用点高度Zy=1.380(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=29.994(度)第1破裂角=30.002(度)
Ea=114.646(kN)Ex=57.333(kN)Ey=99.280(kN)作用点高度Zy=1.380(m)
计算下墙土压力
无荷载时的破裂角=38.680(度)
公路-I级
路基面总宽=27.500(m),路肩宽=0.000(m)安全距离=0.500(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9列
布置宽度=2.221(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)
010.5000.30015.00015.000
022.3000.30015.0003.574
030.5000.60060.00060.000
042.3000.60060.00022.148
050.5000.60060.00060.000
062.3000.60060.00022.148
070.5000.60070.00070.000
082.3000.60070.00025.840
090.5000.60070.00070.000
102.3000.60070.00025.840
布置宽度B0=2.221(m)分布长度L0=19.022(m)荷载值SG=374.550(kN)
换算土柱高度h0=0.443(m)
按力多边形法计算得到:
破裂角:
39.309(度)
Ea=188.990(kN)Ex=188.907(kN)Ey=-5.604(kN)作用点高度Zy=2.717(m)
墙身截面积=26.846(m2)重量=644.302(kN)
衡重台上填料重(包括超载)=43.920(kN)重心坐标(2.123,-2.539)(相对于墙面坡上角点)
(一)滑动稳定性验算
基底摩擦系数=0.350
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=8.531(度)
Wn=680.608(kN)En=129.167(kN)Wt=102.091(kN)Et=229.620(kN)
滑移力=127.529(kN)抗滑力=283.421(kN)
滑移验算满足:
Kc=2.222>1.300
滑动稳定方程验算:
滑动稳定方程满足:
方程值=117.458(kN)>0.0
地基土层水平向:
滑移力=246.240(kN)抗滑力=459.954(kN)
地基土层水平向:
滑移验算满足:
Kc2=1.868>1.300
(二)倾覆稳定性验算
相对于墙趾,墙身重力的力臂Zw=2.308(m)
相对于墙趾,上墙Ey的力臂Zx=4.004(m)
相对于墙趾,上墙Ex的力臂Zy=7.380(m)
相对于墙趾,下墙Ey的力臂Zx3=3.686(m)
相对于墙趾,下墙Ex的力臂Zy3=2.287(m)
验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性
倾覆力矩=855.098(kN-m)抗倾覆力矩=2022.731(kN-m)
倾覆验算满足:
K0=2.365>1.500
倾覆稳定方程验算:
倾覆稳定方程满足:
方程值=647.136(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=809.775(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=1167.633(kN-m)
基础底面宽度B=2.903(m)偏心距e=0.010(m)
基础底面合力作用点距离基础趾点的距离Zn=1.442(m)
基底压应力:
趾部=284.453踵部=273.449(kPa)
最大应力与最小应力之比=284.453/273.449=1.040
作用于基底的合力偏心距验算满足:
e=0.010<=0.167*2.903=0.484(m)
墙趾处地基承载力验算满足:
压应力=284.453<=300.000(kPa)
墙踵处地基承载力验算满足:
压应力=273.449<=300.000(kPa)
地基平均承载力验算满足:
压应力=278.951<=300.000(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=172.800(kN)
上墙墙背处的Ex=57.333(kN)
上墙墙背处的Ey=20.067(kN)
相对于上墙墙趾,上墙重力的力臂Zw=1.142(m)
相对于上墙墙趾,上墙Ex的力臂Zy=1.380(m)
相对于上墙墙趾,上墙Ey的力臂Zx=2.217(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=0.843(m)
截面宽度B=2.700(m)偏心距e1=0.507(m)
截面上偏心距验算满足:
e1=0.507<=0.250*2.700=0.675(m)
截面上压应力:
面坡=151.854背坡=-8.989(kPa)
压应力验算满足:
计算值=151.854<=1000.000(kPa)
拉应力验算满足:
计算值=8.989<=140.000(kPa)
切向应力检算:
剪应力验算满足:
计算值=-7.338<=90.000(kPa)
斜截面剪应力检算:
验算斜截面与水平面的夹角=32.439(度)
斜剪应力验算满足:
计算值=32.443<=90.000(kPa)
[极限状态法]:
重要性系数_0=1.050
验算截面上的轴向力组合设计值Nd=235.453(kN)
轴心力偏心影响系数醟=0.703
挡墙构件的计算截面每沿米面积A=2.700(m2)
材料抗压极限强度Ra=3000.000(kPa)
圬工构件或材料的抗力分项系数鉬=2.310
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=247.226<=2464.034(kN)
计算稳定时:
稳定验算满足:
计算值=247.226<=2464.034(kN)
(六)墙底截面强度验算
验算截面以上,墙身截面积=26.200(m2)重量=628.800(kN)
相对于验算截面外边缘,墙身重力的力臂Zw=2.316(m)
[容许应力法]:
法向应力检算:
作用于截面总竖向力=766.396(kN)作用于墙趾下点的总弯矩=1161.984(kN-m)
相对于验算截面外边缘,合力作用力臂Zn=1.516(m)
截面宽度B=3.000(m)偏心距e1=-0.016(m)
截面上偏心距验算满足:
e1=-0.016<=0.250*3.000=0.750(m)
截面上压应力:
面坡=247.205背坡=263.725(kPa)
压应力验算满足:
计算值=263.725<=1000.000(kPa)
切向应力检算:
剪应力验算满足:
计算值=-20.106<=90.000(kPa)
[极限状态法]:
重要性系数_0=1.050
验算截面上的轴向力组合设计值Nd=938.410(kN)
轴心力偏心影响系数醟=1.000
挡墙构件的计算截面每沿米面积A=3.000(m2)
材料抗压极限强度Ra=3000.000(kPa)
圬工构件或材料的抗力分项系数鉬=2.310
偏心受压构件在弯曲平面内的纵向弯曲系数豮=0.953
计算强度时:
强度验算满足:
计算值=985.331<=3894.747(kN)
计算稳定时:
稳定验算满足:
计算值=985.331<=3713.132(kN)
(七)台顶截面强度验算
[土压力计算]计算高度为9.200(m)处的库仑主动土压力
无荷载时的破裂角=30.002(度)
公路-I级
路基面总宽=27.500(m),路肩宽=0.000(m)安全距离=0.500(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9列
布置宽度=27.500(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)
010.5000.30015.00015.000
022.3000.30015.00015.000
030.5000.60060.00060.000
042.3000.60060.00060.000
050.5000.60060.00060.000
062.3000.60060.00060.000
070.5000.60070.00070.000
082.3000.60070.00070.000
090.5000.60070.00070.000
102.3000.60070.00070.000
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)
013.6000.30015.00015.000
025.4000.30015.00015.000
033.6000.60060.00060.000
045.4000.60060.00060.000
053.6000.60060.00060.000
065.4000.60060.00060.000
073.6000.60070.00070.000
085.4000.60070.00070.000
093.6000.60070.00070.000
105.4000.60070.00070.000
第3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)
016.7000.30015.00015.000
028.5000.30015.00015.000
036.7000.600
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- 路肩 衡重式