【正文】 形、邊坡狀態(tài)及其它排水設(shè)施的聯(lián)接。 第五部分 擋土墻設(shè)計擋土墻（簡稱擋墻）是支擋路基填土或山坡坡體的墻式結(jié)構(gòu)物。它是支擋土體而承受其側(cè)壓力的墻體。它具有阻擋墻后土體下滑，保護路基和收縮坡腳等功能。在路基工程中，擋土墻用來克服地形或地物的限制和干擾，減少土石方、拆遷和占地數(shù)量，防止填土擠壓河床和水流沖陶岸邊，整治坡體下滑等病害。擋土墻的適用范圍：，山坡陡峻，用以降低邊坡高度，減少山坡開挖，避免破壞山體平衡。，用以支擋可能坍滑的山坡土體或破碎巖層。(如房屋、鐵路、水渠等)干擾或防止多占農(nóng)田。，為減少土石方、拆遷和占地數(shù)量，必須約束坡腳。 表51 擋土墻設(shè)計情況 序號 起止樁號 位置 墻長（m） 形式1K39+～K39+左20仰斜A式2K39+～K39+左40仰斜A式3K40+～K40+左20仰斜A式4K40+～K40+左100仰斜A式5K40+～K41+左80仰斜A式6K41+～K41+左60仰斜A式7K41+～K41+左20仰斜A式8K39+～K39+右仰斜A式9K39+～K39+右10仰斜A式10K39+～K39+右40仰斜A式11K41+～K41+右80仰斜A式12K41+～K41+右20仰斜A式 計算：仰斜A式擋墻(K39+540) （現(xiàn)只舉例一段進行計算，其他段擋墻形式的計算原理與方法均類似） 基本參數(shù)： 墻面高度(m)：h1= 墻背坡度(+,)：N= 墻面坡度：M= 墻頂寬度(m)：b1= 墻趾寬度(m)：db= 墻趾高度(m)：dh= 基地內(nèi)傾坡度：N2= 污工砌體容重(KN/m3)：r1=20 路堤填土高度(m)：a= 路堤填土坡度：M0= 路基寬度(m)：b0=7 土路基寬度(m)：d= 填料容重(KN/m3)：R=18 填料內(nèi)摩擦角(度)：φ=35 外摩擦角(度)：δ= 基底摩擦系數(shù)：μ= 基底容許承載力：[σ0](KPa)=300 擋土墻分段長度(m)：L1=10 計算結(jié)果： (1) 求破裂角θ 假設(shè)破裂面交與荷載內(nèi)，采用相應(yīng)的公式計算： 擋墻的總高度：H= 擋墻的基地水平總寬度：B= 40+arctan（）+=176。 = 則θ=arctgθ=176。 驗算破裂面是否交于荷載的內(nèi)側(cè)： 堤頂破裂面至墻踵：(H+a)tgθ= 路堤內(nèi)邊線至墻踵：bHtgα+d=()+= 荷載內(nèi)緣至墻踵：bHtgα+d+b0=故破裂面交于荷載的內(nèi)側(cè)，與原假設(shè)相符，所選用公式正確。則計算圖示為： 圖51 擋土墻計算圖示(2) 求主動土壓力系數(shù)K和K1 == = = (3) 求主動土壓力及作用點位置 = = = = = (4) 抗滑穩(wěn)定性檢算 擋土墻體積V= 擋土墻自重G= = 因為kc ≥ ，則抗滑穩(wěn)定性檢算通過。 (5) 抗傾覆穩(wěn)定性檢算 = 因為k0 ≥ ，則抗傾覆穩(wěn)定性檢算通過。 (6) 基底應(yīng)力檢算 B= = =－ 因為e≤B/6 = = 因為σmax σ0，則基地應(yīng)力檢算通過。 第六部分 涵洞設(shè)計 根據(jù)地形以及排水的需要，本路段共設(shè)涵洞6道，其中圓管涵3道，蓋板涵3道。分別設(shè)在K39+、K39+、K39+、K39+、K40+、K40+，洞口采用八字墻和一字墻兩種形式，如有擋土墻路段，因地段所限，則洞口形式只能采用一字墻。 表61 涵洞設(shè)計基本情況序號 樁 號 跨徑 形式1K39+暗板涵2K39+圓管涵3K39+暗板涵4K39+暗板涵5K40+圓管涵6K40+圓管涵（現(xiàn)對每種涵洞形式只舉一個例子進行計算） 蓋板涵設(shè)計(K39+)2車道 交角= 標準跨徑: m 計算跨徑: m 設(shè)計荷載: 汽車20級。 驗算荷載: 掛車100 蓋板材料: 25號混凝土 Ra= MPa Rl= MPa II級鋼筋 Rg=Rg1=340 Mpa(1)汽車 順板跨 a汽= m 垂直板跨 b汽= m 垂直壓力 p汽= kN/m2 跨中彎矩 M汽= 支點剪力 Q汽= kN (2)掛車 順板跨 a掛= m 垂直板跨 b掛= m 垂直壓力 p掛= kN/m2 跨中彎矩 M掛= 支點剪力 Q掛= kN土的容重 Y=18 kN/m3, 土的內(nèi)摩擦角φ=35176。 蓋板頂填土高度 H= m 填土垂直壓力 q土= kN/m 蓋板平均厚度 h= cm 蓋板自重 gz= kN/m 跨中彎矩 M恒= 支點剪力 Q恒= kN 組合I Mj= Qj= kN 組合III Mj= Qj= kN 計算內(nèi)力 Mj= Qj= kN 計算板寬:取垂直于行車方向1米寬度 跨中板高 HB1= cm 支點板高 HB2= cm ag= cm h0= cm 鋼筋根數(shù) 11 鋼筋截面積 Ag= cm2(取1米板寬計算) (1)正截面強度驗算混凝土受壓區(qū)高度 x= cm 設(shè)計彎矩 (2)斜截面剪切強度驗算設(shè)計剪力 kN (3)裂縫寬度 [f0]= f= 二、蓋板涵涵臺計算結(jié)果 涵臺材料: Ra= MPa Rwl= MPa 2車道 交角 45度 標準跨徑: m 涵臺凈高: m 平均填土高度: m 平均板厚: m 設(shè)計荷載: 汽車20級。 驗算荷載: 掛車100 (1)水平土壓力及其產(chǎn)生的彎矩 (1)汽車 破壞棱體長度 l0= m 側(cè)壓力系數(shù) u= 換算土層厚度 h0= m 土壓力 qA= kN/m2 qB= kN/m2 Xm= m Mmax= (2)掛車 破壞棱體長度 l0= m 側(cè)壓力系數(shù) u= 換算土層厚度 h0= m 土壓力 qA= kN/m2 qB= kN/m2 Xm= m Mmax= (2)垂直壓力計算 (1)汽車 a= b= p= P= kN (2)掛車 a= b= p= P= kN X=X汽m P= kN M= X=X掛m P= kN M= 最不利荷載組合為: 橋上無車輛荷載,臺背填土破壞棱體上有車輛荷載 組合I: M= N= e0= 組合III: M= N= e0=(極限法)涵臺視為上下端簡支豎梁, 組合I: α= ψ= αARa/γm= kN ψαARa/γm= kN 組合III: α= ψ= αARa/γm= kN ψαARa/γm= kN TSK= cm (1)恒載計算P= kN M= (2)活載計算 (1)汽車 P= kN M= (2)掛車 P= kN M= (3)荷載組合組合I: P= kN M= 組合III: P= kN M= (4)基底應(yīng)力組合I: σmax= kPa σmin= kPa 組合III: σmax= kPa σmin= kPa SJB= cm 三、圓管涵設(shè)計(K40+) : 荷載等級=3 汽車20級,掛車100 車道數(shù)=2 砼標號=20號 砼抗壓強度(Ra)= 砼彈性模量(Eh)= 鋼筋等級=1級 鋼筋直徑(DG)=8mm 鋼筋抗拉強度(Rg)= 鋼筋彈性模量(Eg)= 土容重(Rt)=土的內(nèi)摩擦角=35度 管節(jié)內(nèi)徑(d)= 外徑(D)= 管璧厚度(DT)= 管壁內(nèi)外徑的平均半徑(R)= 管頂填土高度(H)= (荷載)計算: 填土產(chǎn)生的垂直壓力(TZ)=(GZ)= 車輛荷載產(chǎn)生的垂直壓力: (1)汽車輛荷載產(chǎn)生的垂直壓力(Pq)=(Gq)= 車輪荷載壓力橫向分布寬度(aq)= 車輪荷載壓力縱向分布寬度(bq)= (2)掛車荷載產(chǎn)生的垂直壓力(Pg)=(Gg)= 掛車荷載壓力橫向分布寬度(ag)= 掛車荷載壓力縱向分布寬度(bg)= : (1)汽車荷載在截面上產(chǎn)生的彎矩(Mq)= (2)掛車荷載產(chǎn)生的彎矩(Mg)=土自重在截面上產(chǎn)生的彎矩(Mtz)= 管自重產(chǎn)生的彎矩(Mgz)= : 最大彎矩(Mmax)= : (L=)鋼筋外圈圈數(shù)=5 (L=)鋼筋內(nèi)圈圈數(shù)=5 (L=1M)鋼筋外圈圈數(shù)=9 (L=1M)鋼筋內(nèi)圈圈數(shù)=9 中性軸位置(X)= 截面強度(Mj)= Mmax= 截面強度驗算通過! : 裂縫寬度(Fmax)= ,裂縫寬度驗算通過! 地基基底應(yīng)力為: 符合規(guī)范設(shè)計要求。 第七部分 公路路面結(jié)構(gòu)設(shè)計計算一、 水泥混凝土路面設(shè)計 表61交通量組成 路面設(shè)計雙輪組單軸載100KN ⑴ 以設(shè)計彎沉值為指標及驗算面層層底拉力中的累計當量軸次。 ① 軸載換算： 式中 ：——100KN的單軸—雙輪組標準軸載的作用次數(shù)； —單軸—單輪、單軸—雙輪組、雙軸—雙輪組或三軸—雙輪組軸型i級軸載的總重KN； —各類軸型i級軸載的作用次數(shù)； —軸型和軸載級位數(shù)； —軸—輪型系數(shù)， 單軸—雙輪組時，=1。 單軸—單輪時，按式計算； 雙軸—雙輪組時，按式； 三軸—雙輪組時，按式計算。 表62 軸載換算結(jié)果車型大客車TLK6900 后軸450中貨車CA50后軸720中貨車EQ140 后軸750大貨車JN150 前軸700后軸特大車日野KB222 前軸300后軸拖掛車五十鈴 前軸6018后軸3x100注：軸載小于40KN的軸載作用不計。 ② 計算累計當量軸次 根據(jù)表設(shè)計規(guī)范，二級公路的設(shè)計基準期為20年，安全等級為三級，~，則 其交通量在中，故屬重交通等級。 根據(jù)本地區(qū)的路用材料，結(jié)合已有工程經(jīng)驗與典型結(jié)構(gòu)，擬定了兩個結(jié)構(gòu)組合方案，分別是以計算法確定路面厚度。根據(jù)結(jié)構(gòu)層的最小施工厚度、材料、水文、交通量以及施工機具的功能因素，初步確定路面結(jié)構(gòu)組合與各層厚度如下：方案一：普通混凝土面層厚度為24cm，基層采用水泥穩(wěn)定粒料（水泥用量5%），厚16cm。底基層為15cm級配碎石。普通混凝土板的平面尺寸為寬3. 5m。縱縫為設(shè)拉桿平縫，橫縫為設(shè)傳力桿的假縫。方案二：普通混凝土面層厚度為24cm，基層采用水泥穩(wěn)定粒料（水泥用量5%），厚16cm。墊層為15cm石灰粉煤灰土材料。縱縫為設(shè)拉桿平縫，橫縫為設(shè)傳力桿的假縫。 以下為設(shè)計方案（一）的設(shè)計層厚度計算： 查表相應(yīng)于安全等級二級的變異水平為低~中。根據(jù)二級公路、重交通等級和中級變異水平等級，查表初擬普通混凝土面層厚度為24cm，基層采用水泥穩(wěn)定粒料，厚16cm；墊層采用級配碎礫石，厚15cm。普通混凝土板的平面尺寸為寬3. 5m。橫縫為設(shè)傳力桿的假縫。 查表的土基回彈模量，水泥穩(wěn)定粒料，級配碎礫石土。設(shè)計彎拉強度：， 結(jié)構(gòu)層如下：