衡重式擋土墻墻身設計12m

1、衡重式擋土墻墻身設計12m衡重式擋土墻驗算執(zhí)行標準：公路計算項目： 衡重式擋土墻 1-原始條件: 墻身尺寸: 墻身總高: 12.000(m) 上墻高: 4.000(m) 墻頂寬: 0.600(m) 臺寬: 2.500(m) 面坡傾斜坡度: 1:0.100 上墻背坡傾斜坡度: 1:0.500 下墻背坡傾斜坡度: 1:-0.200 采用1個擴展墻址臺階: 墻趾臺階b1: 0.700(m) 墻趾臺階h1: 1.000(m) 墻趾臺階與墻面坡坡度相同 墻踵臺階b3: 0.600(m) 墻踵臺階h3: 1.000(m) 下墻土壓力計算方法: 力多邊形法 物理參數(shù)： 圬工砌體容重: 23.000(kN/m

2、3) 圬工之間摩擦系數(shù): 0.400 地基土摩擦系數(shù): 0.300 砌體種類: 片石砌體 砂漿標號: 5 石料強度: 30 擋土墻類型: 一般擋土墻 墻后填土內摩擦角: 22.000(度) 墻后填土粘聚力: 0.000(kPa) 墻后填土容重: 19.000(kN/m3) 墻背與墻后填土摩擦角: 11.000(度) 地基土容重: 19.800(kN/m3) 修正后地基土容許承載力: 300.000(kPa) 墻底摩擦系數(shù): 0.300 地基土類型: 土質地基 地基土內摩擦角: 30.000(度) 坡線土柱: 坡面線段數(shù): 1 折線序號 水平投影長(m) 豎向投影長(m) 換算土柱數(shù) 1 12.

3、500 0.000 1 第1個: 定位距離0.000(m) 汽車-超20級(計算荷載) 地面橫坡角度: 0.000(度) 墻頂標高: 0.000(m) 擋墻分段長度: 10.000(m) 基礎類型: 鋼筋混凝土底板基礎 懸挑長度: 1.200(m) 根部高度: 0.750(m) 端頭高度: 0.500(m) 榫頭寬度: 0.000(m) 榫頭高度: 0.000(m) 基礎容重: 23.000(kN/m3) 鋼筋容許拉應力: 150.000(MPa) 混凝土容許主拉應力: 0.530(MPa) 混凝土容許剪應力: 0.800(MPa) 鋼筋合力點到基底距離: 50(mm)=第 1 種情況: 計算

4、荷載 土壓力計算 計算高度為 12.000(m)處的庫侖主動土壓力 計算上墻土壓力 無荷載時的破裂角 = 34.000(度) 汽車-超20級(計算荷載) 路基面總寬= 12.500(m), 路肩寬=0.000(m) 安全距離=0.500(m) 單車車輛外側車輪中心到車輛邊緣距離= 0.350(m), 車與車之間距離=0.600(m) 經(jīng)計算得，路面上橫向可排列此種車輛 4列 布置寬度= 7.198(m) 布置寬度范圍內車輪及輪重列表: 第1列車: 中點距 全部 破裂體 輪號 路邊距離(m) 輪寬(m) 輪壓(kN) 上輪壓(kN) 01 0.500 0.300 15.000 15.000 02

5、 2.300 0.300 15.000 15.000 03 0.500 0.600 60.000 60.000 04 2.300 0.600 60.000 60.000 05 0.500 0.600 60.000 60.000 06 2.300 0.600 60.000 60.000 07 0.500 0.600 70.000 70.000 08 2.300 0.600 70.000 70.000 09 0.500 0.600 70.000 70.000 10 2.300 0.600 70.000 70.000 第2列車: 中點距 全部 破裂體 輪號 路邊距離(m) 輪寬(m) 輪壓(kN)

6、上輪壓(kN) 01 3.600 0.300 15.000 15.000 02 5.400 0.300 15.000 15.000 03 3.600 0.600 60.000 60.000 04 5.400 0.600 60.000 60.000 05 3.600 0.600 60.000 60.000 06 5.400 0.600 60.000 60.000 07 3.600 0.600 70.000 70.000 08 5.400 0.600 70.000 70.000 09 3.600 0.600 70.000 70.000 10 5.400 0.600 70.000 70.000 第3

7、列車: 中點距 全部 破裂體 輪號 路邊距離(m) 輪寬(m) 輪壓(kN) 上輪壓(kN) 01 6.700 0.300 15.000 15.000 02 8.500 0.300 15.000 0.000 03 6.700 0.600 60.000 60.000 04 8.500 0.600 60.000 0.000 05 6.700 0.600 60.000 60.000 06 8.500 0.600 60.000 0.000 07 6.700 0.600 70.000 70.000 08 8.500 0.600 70.000 0.000 09 6.700 0.600 70.000 70.

8、000 10 8.500 0.600 70.000 0.000 布置寬度B0=7.198(m) 分布長度L0=15.309(m) 荷載值SG=1375.000(kN) 換算土柱高度 h0 = 0.657(m) 按假想墻背計算得到: 第1破裂角： 36.650(度) Ea=252.694 Ex=84.906 Ey=238.003(kN) 作用點高度 Zy=1.498(m) 因為俯斜墻背，需判斷第二破裂面是否存在，計算后發(fā)現(xiàn)第二破裂面存在： 第2破裂角=34.002(度) 第1破裂角=34.000(度) Ea=164.282 Ex=91.862 Ey=136.199(kN) 作用點高度 Zy=1.

9、498(m) 計算下墻土壓力 無荷載時的破裂角 = 40.722(度) 汽車-超20級(計算荷載) 路基面總寬= 12.500(m), 路肩寬=0.000(m) 安全距離=0.500(m) 單車車輛外側車輪中心到車輛邊緣距離= 0.350(m), 車與車之間距離=0.600(m) 經(jīng)計算得，路面上橫向可排列此種車輛 4列 布置寬度= 13.230(m) 布置寬度范圍內車輪及輪重列表: 第1列車: 中點距 全部 破裂體 輪號 路邊距離(m) 輪寬(m) 輪壓(kN) 上輪壓(kN) 01 0.500 0.300 15.000 15.000 02 2.300 0.300 15.000 15.000

10、 03 0.500 0.600 60.000 60.000 04 2.300 0.600 60.000 60.000 05 0.500 0.600 60.000 60.000 06 2.300 0.600 60.000 60.000 07 0.500 0.600 70.000 70.000 08 2.300 0.600 70.000 70.000 09 0.500 0.600 70.000 70.000 10 2.300 0.600 70.000 70.000 第2列車: 中點距 全部 破裂體 輪號 路邊距離(m) 輪寬(m) 輪壓(kN) 上輪壓(kN) 01 3.600 0.300 15.

11、000 15.000 02 5.400 0.300 15.000 15.000 03 3.600 0.600 60.000 60.000 04 5.400 0.600 60.000 60.000 05 3.600 0.600 60.000 60.000 06 5.400 0.600 60.000 60.000 07 3.600 0.600 70.000 70.000 08 5.400 0.600 70.000 70.000 09 3.600 0.600 70.000 70.000 10 5.400 0.600 70.000 70.000 第3列車: 中點距 全部 破裂體 輪號 路邊距離(m)

12、輪寬(m) 輪壓(kN) 上輪壓(kN) 01 6.700 0.300 15.000 15.000 02 8.500 0.300 15.000 15.000 03 6.700 0.600 60.000 60.000 04 8.500 0.600 60.000 60.000 05 6.700 0.600 60.000 60.000 06 8.500 0.600 60.000 60.000 07 6.700 0.600 70.000 70.000 08 8.500 0.600 70.000 70.000 09 6.700 0.600 70.000 70.000 10 8.500 0.600 70.

13、000 70.000 第4列車: 中點距 全部 破裂體 輪號 路邊距離(m) 輪寬(m) 輪壓(kN) 上輪壓(kN) 01 9.800 0.300 15.000 15.000 02 11.600 0.300 15.000 15.000 03 9.800 0.600 60.000 60.000 04 11.600 0.600 60.000 60.000 05 9.800 0.600 60.000 60.000 06 11.600 0.600 60.000 60.000 07 9.800 0.600 70.000 70.000 08 11.600 0.600 70.000 70.000 09 9

14、.800 0.600 70.000 70.000 10 11.600 0.600 70.000 70.000 布置寬度B0=13.230(m) 分布長度L0=19.928(m) 荷載值SG=2200.000(kN) 換算土柱高度 h0 = 0.439(m) 按力多邊形法計算得到: 破裂角： 39.469(度) Ea=431.955 Ex=431.948 Ey=-2.337(kN) 作用點高度 Zy=3.376(m) 墻身截面積 = 49.400(m2) 重量 = 1136.200 kN 衡重臺上填料重 = 178.504(kN) 重心坐標(2.635,-1.894)(相對于墻面坡上角點)(一)

15、 滑動穩(wěn)定性驗算 基底摩擦系數(shù) = 0.300 因墻下基礎為鋼筋混凝土底板，所以需要驗算基礎底面的滑移穩(wěn)定性 基礎截面積 = 5.400(m2) 基礎重量 Wj= 124.200 kN 滑移力= 523.810(kN) 抗滑力= 477.589(kN) 滑移驗算不滿足: Kc = 0.912 <= 1.300(二) 傾覆穩(wěn)定性驗算 相對于墻趾,墻身重力的力臂 Zw = 3.508 (m) 相對于墻趾,上墻Ey的力臂 Zx = 5.989 (m) 相對于墻趾,上墻Ex的力臂 Zy = 9.498 (m) 相對于墻趾,下墻Ey的力臂 Zx3 = 6.075 (m) 相對于墻趾,下墻Ex的力臂

16、 Zy3 = 3.376 (m) 基礎為鋼筋混凝土底板，驗算擋土墻繞基礎趾點傾覆穩(wěn)定性 基礎截面積 = 5.400(m2) 基礎重量 Wj= 124.200 kN 基礎重心距離基礎趾點的水平距離 = 3.792(m) 傾覆力矩= 2723.776(kN-m) 抗傾覆力矩= 7894.303(kN-m) 傾覆驗算滿足: K0 = 2.898 > 1.500(三) 地基應力及偏心距驗算 基礎為鋼筋混凝土底板，驗算底板下的偏心距及基底壓應力 基礎截面積 = 5.400(m2) 基礎重量 Wj= 124.200 kN 作用于基礎底的總豎向力 = 1591.965(kN) 總彎距=5170.527

17、(kN-m) 基礎底面寬度 B = 7.400 (m) 偏心距 e = 0.452(m) 基礎底面合力作用點距離基礎趾點的距離 Zn = 3.248(m) 基底壓應力: 趾部=293.992 踵部=136.269(kPa) 作用于基底的合力偏心距驗算滿足: e=0.452 <= 0.167*7.400 = 1.233(m) 地基承載力驗算滿足: 最大壓應力=293.992 <= 300.000(kPa)(四) 基礎強度驗算 基礎為鋼筋混凝土底板，需要作強度驗算 基礎截面積 = 5.400(m2) 基礎重量 Wj= 124.200 kN 基礎底面寬度 B = 7.400 (m) 偏心

18、距 e = 0.452(m) 基礎底面合力作用點距離趾點的距離 Zn = 3.248(m) 基礎底壓應力: 趾部=293.992 踵部=136.269(kPa) 剪應力驗算滿足: Q = 337.444(kN) <= h*t = 600.000(kN) 主拉應力驗算不滿足: Q = 337.444(kN) > 322.770(kN) 鋼筋面積: As = 2249.98(mm2/m)(五) 上墻截面強度驗算 上墻重力 Ws = 165.600 (kN) 上墻墻背處的 Ex = 91.862 (kN) 上墻墻背處的 Ey = 45.931 (kN) 相對于上墻墻趾，上墻重力的力臂 Z

19、w = 1.189 (m) 相對于上墻墻趾，上墻Ex的力臂 Zy = 1.498 (m) 相對于上墻墻趾，上墻Ey的力臂 Zx = 2.251 (m) 法向應力檢算 相對于上墻墻趾，合力作用力臂 Zn = 0.769(m) 截面寬度 B = 3.000 (m) 偏心距 e1 = 0.731(m) 截面上偏心距驗算滿足: e1= 0.731 <= 0.250*3.000 = 0.750(m) 截面上壓應力: 面坡=173.610 背坡=-32.589(kPa) 壓應力驗算滿足: 計算值= 173.610 <= 800.000(kPa) 拉應力驗算滿足: 計算值= 32.589 <

20、;= 80.000(kPa) 切向應力檢算 剪應力驗算滿足: 計算值= 2.416 <= 80.000(kPa) 斜截面剪應力檢算 斜剪應力驗算滿足: 計算值= 42.888 <= 80.000(kPa)(六) 墻底截面強度驗算 法向應力檢算 作用于截面總豎向力 = 1467.765(kN) 總彎距=3331.142(kN-m) 相對于驗算截面外邊緣，合力作用力臂 Zn = 2.270(m) 截面寬度 B = 6.200 (m) 偏心距 e1 = 0.830(m) 截面上偏心距驗算滿足: e1= 0.830 <= 0.250*6.200 = 1.550(m) 截面上壓應力:

21、面坡=426.996 背坡=46.477(kPa) 壓應力驗算滿足: 計算值= 426.996 <= 800.000(kPa) 切向應力檢算 剪應力驗算滿足: 計算值= -10.209 <= 80.000(kPa)(七) 臺頂截面強度驗算 土壓力計算 計算高度為 11.000(m)處的庫侖主動土壓力 計算上墻土壓力 無荷載時的破裂角 = 34.000(度) 汽車-超20級(計算荷載) 路基面總寬= 12.500(m), 路肩寬=0.000(m) 安全距離=0.500(m) 單車車輛外側車輪中心到車輛邊緣距離= 0.350(m), 車與車之間距離=0.600(m) 經(jīng)計算得，路面上橫

22、向可排列此種車輛 4列 布置寬度= 7.198(m) 布置寬度范圍內車輪及輪重列表: 第1列車: 中點距 全部 破裂體 輪號 路邊距離(m) 輪寬(m) 輪壓(kN) 上輪壓(kN) 01 0.500 0.300 15.000 15.000 02 2.300 0.300 15.000 15.000 03 0.500 0.600 60.000 60.000 04 2.300 0.600 60.000 60.000 05 0.500 0.600 60.000 60.000 06 2.300 0.600 60.000 60.000 07 0.500 0.600 70.000 70.000 08 2.

23、300 0.600 70.000 70.000 09 0.500 0.600 70.000 70.000 10 2.300 0.600 70.000 70.000 第2列車: 中點距 全部 破裂體 輪號 路邊距離(m) 輪寬(m) 輪壓(kN) 上輪壓(kN) 01 3.600 0.300 15.000 15.000 02 5.400 0.300 15.000 15.000 03 3.600 0.600 60.000 60.000 04 5.400 0.600 60.000 60.000 05 3.600 0.600 60.000 60.000 06 5.400 0.600 60.000 60

24、.000 07 3.600 0.600 70.000 70.000 08 5.400 0.600 70.000 70.000 09 3.600 0.600 70.000 70.000 10 5.400 0.600 70.000 70.000 第3列車: 中點距 全部 破裂體 輪號 路邊距離(m) 輪寬(m) 輪壓(kN) 上輪壓(kN) 01 6.700 0.300 15.000 15.000 02 8.500 0.300 15.000 0.000 03 6.700 0.600 60.000 60.000 04 8.500 0.600 60.000 0.000 05 6.700 0.600 6

25、0.000 60.000 06 8.500 0.600 60.000 0.000 07 6.700 0.600 70.000 70.000 08 8.500 0.600 70.000 0.000 09 6.700 0.600 70.000 70.000 10 8.500 0.600 70.000 0.000 布置寬度B0=7.198(m) 分布長度L0=15.309(m) 荷載值SG=1375.000(kN) 換算土柱高度 h0 = 0.657(m) 按假想墻背計算得到: 第1破裂角： 36.650(度) Ea=252.694 Ex=84.906 Ey=238.003(kN) 作用點高度 Zy

26、=1.498(m) 因為俯斜墻背，需判斷第二破裂面是否存在，計算后發(fā)現(xiàn)第二破裂面存在： 第2破裂角=34.002(度) 第1破裂角=34.000(度) Ea=164.282 Ex=91.862 Ey=136.199(kN) 作用點高度 Zy=1.498(m) 計算下墻土壓力 無荷載時的破裂角 = 40.382(度) 汽車-超20級(計算荷載) 路基面總寬= 12.500(m), 路肩寬=0.000(m) 安全距離=0.500(m) 單車車輛外側車輪中心到車輛邊緣距離= 0.350(m), 車與車之間距離=0.600(m) 經(jīng)計算得，路面上橫向可排列此種車輛 4列 布置寬度= 12.456(m)

27、 布置寬度范圍內車輪及輪重列表: 第1列車: 中點距 全部 破裂體 輪號 路邊距離(m) 輪寬(m) 輪壓(kN) 上輪壓(kN) 01 0.500 0.300 15.000 15.000 02 2.300 0.300 15.000 15.000 03 0.500 0.600 60.000 60.000 04 2.300 0.600 60.000 60.000 05 0.500 0.600 60.000 60.000 06 2.300 0.600 60.000 60.000 07 0.500 0.600 70.000 70.000 08 2.300 0.600 70.000 70.000 09

28、 0.500 0.600 70.000 70.000 10 2.300 0.600 70.000 70.000 第2列車: 中點距 全部 破裂體 輪號 路邊距離(m) 輪寬(m) 輪壓(kN) 上輪壓(kN) 01 3.600 0.300 15.000 15.000 02 5.400 0.300 15.000 15.000 03 3.600 0.600 60.000 60.000 04 5.400 0.600 60.000 60.000 05 3.600 0.600 60.000 60.000 06 5.400 0.600 60.000 60.000 07 3.600 0.600 70.000 70.000 08 5.400 0.600 70.000 70.000 09 3.600 0.600 70.000 70.000 10 5.400 0.600 70.000 70.000 第3列車: 中點距 全部 破裂體 輪號 路邊距離(m) 輪寬(m) 輪壓(kN) 上輪壓(kN) 01 6.700 0.300 15.000 15.000 02 8.500 0.300 15.000 15.000 03 6.700 0.600 60.000 60.000 04 8.500 0.600 60.000 60.000 05 6.70