路基與支擋結(jié)構(gòu)課設

1、路基與支擋結(jié)構(gòu)課程設計 專業(yè)名稱 土木工程 年 級 2013級學 號 姓 名 二O一六年六月目錄1. 概述11.1 設計任務11.2 設計資料12. 路基斷面設計22.1 橫斷面各部尺寸擬定22.2 繪制路基橫斷面圖23. 加筋土擋土墻設計23.1 路基面上的載荷23.2 加筋土擋土墻上的荷載計算33.2.1 墻后填料水平土壓力33.2.2 墻頂荷載產(chǎn)生的水平土壓力計算33.3 筋帶布設方案擬定43.3.1 拉筋所受垂直壓力43.3.2 拉筋拉力計算53.3.3 拉筋長度計算63.3. 4拉筋截面計算73.4 加筋土內(nèi)部穩(wěn)定性檢算73.5 加筋土外部穩(wěn)定性檢算83.5.1 抗滑穩(wěn)定性檢算83.

2、5.2 抗傾覆穩(wěn)定性檢算83.5.3 擋土墻基地合力偏心距及基地應力檢算93.5.4 全墻外部整體穩(wěn)定性93.6 繪制加筋土擋土墻橫斷面圖104. 排水措施及施工方法104.1 綜合排水設施設計104.2 施工方法115. 小結(jié)111. 概述1.1 設計任務課程設計是高等學校專業(yè)課的一個重要環(huán)節(jié)，是學生綜合運用所學知識解決實際問題和獨立鉆研的一種重要訓練。課程設計在教學上的要求是： （1）培養(yǎng)綜合運用所學知識、解決工程問題的獨立工作能力； （2）系統(tǒng)鞏固并提高基礎理論課與專業(yè)知識； （3）提高與加強設計、計算、繪圖及編制說明書的基本技能。設計內(nèi)容包括以下：（1） I級、重型鐵路標準路基結(jié)構(gòu)的設

3、計； （2） 加筋土擋土墻的荷載計算； （3） 擬定加筋土擋土墻筋帶布設方案；（4） 檢算加筋土擋土墻抗拔穩(wěn)定性（不進行面板結(jié)構(gòu)設計）；（5） 繪制設計圖紙； （6） 整理設計計算說明書。1.2 設計資料某級重型鐵路，旅客列車設計行車速度140km/h，該段路堤處于直線地段，地面平坦，路堤設計高度在29m之間，由于右側(cè)用地受到限制，因此需在右側(cè)設置加筋土擋土墻；路基填料為砂類土，容重，內(nèi)摩擦角，填土與墻背間的摩擦角。墻面板形狀為矩形，高為1.2m（高度可根據(jù)墻高適當調(diào)整），寬為1.8m，厚為0.12m，混凝土強度等級為C20。拉筋采用鋼塑復合拉筋帶CAT50022，規(guī) 格502.2mm，破斷拉

4、力（KN）22.0 KN，極限抗拉強度（MPa）200MPa，破斷伸長率（%）5.5，單位長度重量182m/kg。擋土墻的條形基礎的受力層為硬質(zhì)巖，其容許承載力為=1200kPa。基礎基底與地層間摩擦系數(shù)。2. 路基斷面設計2.1 橫斷面各部尺寸擬定 根據(jù)鐵路路基設計規(guī)范TB 10001-2005和給定的已知條件級重型鐵路，旅客列車設計行車速度140km/h，該段路堤處于直線地段而確定的路基橫斷面尺寸如下： 雙線路堤寬12m，高2m，邊坡坡度為1:1.5，道床厚度0.5m，雙線線間距4m，道床頂面寬度3.4m，路肩寬度0.8m，路基中心向兩側(cè)設置4%的人字排水坡。2.2 繪制路基橫斷面圖3.

5、加筋土擋土墻設計3.1 路基面上的載荷查鐵路路基設計規(guī)范（TB10001-2005）得兩個換算土柱寬為3.7m，高為3m。3.2 加筋土擋土墻上的荷載計算3.2.1 墻后填料水平土壓力hi6m時，其中，hi6m時， 式中 填土產(chǎn)生的水平壓應力（KPa）； 填土重度（KN/）； 墻頂填土距第層墻面板中心的高度（m）； 擋土墻內(nèi)深處的土壓力系數(shù)； 靜止土壓力系數(shù)； 主動土壓力系數(shù)； 填土綜合內(nèi)摩擦角（）。加筋層高/mhi0ih1ih1=0.650.650.4260.2710.4092083335.31h2=1.351.350.4260.2710.39112510.56h3=2.052.050.42

6、60.2710.37304166715.293.2.2 墻頂荷載產(chǎn)生的水平土壓力計算式中 荷載產(chǎn)生水平土壓應力（KPa）； 荷載邊緣至墻背的距離（m）； 荷載換算土柱高（m）； 荷載換算寬度（m）。加筋層高/mbl0h2ibl0h2ih2ih1=0.656.543.75.366.543.71.356.72h2=1.356.543.79.166.543.72.6911.85h3=2.056.543.710.526.543.73.8014.33h1ih2ih2ih2ihi5.315.361.356.7212.0410.569.162.6911.8522.4115.2910.523.8014.332

7、9.623.3 筋帶布設方案擬定3.3.1 拉筋所受垂直壓力 式中 第層面板所對應拉筋上的垂直壓應力（KPa）； 計算點至荷載中線的距離（m）；加筋層高/mhixl0X1X2v2iv2ih1=0.650.654.433.79.663.960.170.18h2=1.351.354.433.74.651.911.241.32h3=2.052.054.433.73.061.253.133.38加筋層高/mhixl0X1X2v2iv2ih1=0.650.658.383.715.7310.040.010.18h2=1.351.358.383.77.574.830.081.32h3=2.052.058.3

8、83.74.993.180.253.38v2iv1ivi0.181313.181.322728.323.384144.383.3.2 拉筋拉力計算拉筋拉力為 式中 第層面板所對應拉筋的計算拉力（KN）； 拉筋拉力峰值附加系數(shù)，可采用1.52.0； 、拉筋之間的水平和垂直間距（m）。K取1.7，Sx取0.3m，Sy取0.35m。經(jīng)計算hiSxSyTi12.040.30.352.1522.410.30.354.0029.620.30.355.293.3.3 拉筋長度計算無效長度Lai按0.3H折線法計算確定：當hiH/2時，當hiH/2時，得有效長度按 其中f取0.4式中 第層面板所對應拉筋的計算

9、拉力（KN）； 拉筋所在位置上的垂直壓應力（KPa）； 拉筋寬度（m）； 拉筋與填料之間的摩擦系數(shù)。TiviLbi2.1513.184.084.0028.323.535.2944.382.98LaiLbiLi0.724.084.800.633.534.160.212.983.19拉筋總長度 根據(jù)拉筋的設計要求，取Li 6.5m.相應的Lbi取5.78m,5.87m,6.29m。3.3. 4拉筋截面計算拉筋截面面積應保證其所受的最大拉應力不超過拉筋材料容許抗拉強度Ta 式中 拉筋極限抗拉強度（KN）； 拉筋考慮破壞等因素時的影響系數(shù)；此處可取最大值4.0；Ti Ta3.4 加筋土內(nèi)部穩(wěn)定性檢算錨

10、固端的錨固力可根據(jù)拉筋有效長度上下兩面所產(chǎn)生的摩擦力 式中 拉筋抗拔力（KN）； 拉筋寬度（m）； 拉筋有效錨固長度（m）； 拉筋與填料之間的摩擦系數(shù)，根據(jù)抗拔試驗確定。此處取0.4 。 Sfi鋼筋數(shù)量Sfi各層總和hiExiKs3.0526.1012.042.522.416.65213.3022.414.712.8311.17222.3429.626.223.59 每一層的Ki也大于2.03.5 加筋土外部穩(wěn)定性檢算3.5.1 抗滑穩(wěn)定性檢算式中 抗滑穩(wěn)定系數(shù)；鐵路規(guī)范規(guī)定不應小于1.3； 墻身自重（KN）； 可能考慮的墻前被動土壓力 墻后土壓力的水平分力（KN）； 基底與地層間的摩擦系數(shù)；

11、鐵路規(guī)范規(guī)定取值在0.30.4之間。3.5.2 抗傾覆穩(wěn)定性檢算式中 抗傾覆穩(wěn)定性系數(shù)；鐵路規(guī)范規(guī)定不應小于1.3； 穩(wěn)定力系對墻趾的總力矩（KNm）； 傾覆力系對墻趾的總力矩（KNm）。3.5.3 擋土墻基地合力偏心距及基地應力檢算式中 基底合力偏心距（m）；土質(zhì)地基不應大于，巖石地基不應大于 ； 基底寬度（m）； 作用作用于基底上的垂直分力對墻趾的力臂（m）； 作用在基地上的總豎向力（KN）。3.5.4 全墻外部整體穩(wěn)定性式中 基底合力偏心距（m）；土質(zhì)地基不應大于，巖石地基不應大于 ； 基底寬度（m）； 作用在基地上的總豎向力（KN）。3.6 繪制加筋土擋土墻橫斷面圖4. 排水措施及施工

12、方法4.1 綜合排水設施設計 擋土墻排水設施的作用在于疏干墻后土體中的水和防止地表水下滲后積水，以免墻后積水致使墻身承受額外的靜水壓力；減少季節(jié)性冰凍地區(qū)填料的凍脹壓力；消除粘性土填料浸水后的膨脹壓力。 擋土墻的排水措施通常由地面排水和墻身排水兩部分組成。地面排水主要是防止地表水滲入墻后土體或地基，地面排水措施有：（1）設置地面排水溝，截引地表水；（2）夯實回填土頂面和地表松土，防止雨水和地面水下滲，必要時可設鋪砌層；（3）路塹擋土墻趾前的邊溝應予以鋪砌加固，以防止邊溝水滲入基礎。墻身排水主要是為了排除墻后積水，通常在墻身的適當高度處布置一排或數(shù)排泄水孔。泄水孔的尺寸可視泄水量的大小分別采用0

13、.05m0.1m、0.1m0.1m、0.15m0.2m的方孔或直徑為0.05m0.1m的圓孔?？籽坶g距一般為23m，干旱地區(qū)可予增大，多雨地區(qū)則可減小。浸水擋土墻則為1.01.5m，孔眼應上下左右交錯設置。最下一排泄水孔的出水口應高出地面0.3m；泄水孔的進水口部分應設置粗粒料反濾層，以防孔道淤塞。泄水孔應有向外傾斜的坡度。4.2 施工方法 本系統(tǒng)及施工方法包括擋土墻和反濾層，擋土墻內(nèi)設有排水管，所述施工方法如下：(1)澆筑反濾層的混凝土基層；(2)施工一截擋土墻，預埋排水管；(4)填筑砂礫層，鋪設無紡布隔水層，安裝集水管；(5)重復以上的第(2)、(3)步，直至到墻頂；(6)澆筑頂部平臺或頂部回填粘土，截斷地面水。集水管用密目式濾網(wǎng)包裹2至 4層，間隔20