【導讀】陜西省商州至陜豫界一級公路施工設計。畢業(yè)設計（論文）

　　

【正文】 。 路堤邊坡較高，采用橫向分散排水不經(jīng)濟時，應采用縱向集中排水方式，在硬路 肩邊緣設置排水帶，并通過急流槽將水排出路基。 陜西省商州至陜豫界一級公路施工設計 第 25 頁 共 37 頁 攔水帶可采用水泥混凝土預制塊或瀝青混凝土筑成，攔水帶高出路肩 12cm,頂寬 8～ 10cm。急流槽的設置距按路肩排水的容許容量計算確定以 20m～ 50m 為宜，急流槽可設置在凹形曲線底部及構造物附近，并考慮到地形、邊坡狀態(tài)及其它排水設施的聯(lián)接。 2）、中央分隔帶排水 中央分隔帶排水設施由縱向排水溝（明溝、暗溝）、滲溝、雨水井、集水井、橫向排水管等組成。 在設置超高路段，路面水由中央分隔帶排水設施排出，在干旱少雨地區(qū)，采用凸形中央分隔帶，可設開口明槽，雨水流向下半幅路面排 出，開口明槽可采用封閉式，橫斷面尺寸為高寬 =15cm 20cm，間距宜為 3～ 5m。 中央分隔帶縱向排水溝（管）與橫向排水管聯(lián)接時可采用集水井的形式，橫向排水管直徑一般采用 20～ 60cm 水泥混凝土管成塑料排水管，管底縱坡不應小于 1%，出口應采取防護措施。 設置超高段的中央分隔帶的排水溝可設雨水井，雨水井的設置間距應根據(jù)流量計算確定，一般為 10～ 30m。 矩形雨水井尺寸采用長寬深 =60cm 40cm 60cm，邊墻采用漿砌片石或水泥混凝土預制塊砌筑。 相鄰雨水井間用直徑 20～ 40cm 的水泥混凝土管縱向聯(lián)接 ，管底最小縱坡不應小于 0。 3%，雨水井回擊雨水可直接排入橋涵或通過橫向排水管排出。 多雨地區(qū)的中央分隔帶，表面不作封閉時，可設地下排水滲溝，排水滲溝兩側可用瀝青砂、瀝青土工布或粘土封閉，排水滲溝頂與路床頂面齊平，滲溝宜采用直徑 5cm～ 8cm 的硬塑料管將水引致路基邊坡以外。 鋼筋混凝土圓管涵設計 設計資料 樁號： K 1+ 公路一級 車道數(shù) =4 砼標號 =25號 砼抗壓強度(Ra)= 砼彈性模量 (Eh)= 鋼筋 等級 =1級 鋼筋直徑(DG)=10mm 鋼筋抗拉強度 (Rg)= 鋼筋彈性模量 (Eg)= 土容重 (Rt)=(d)= 外徑 (D)= 130cm 管璧厚度 (DT)=15cm 管壁內(nèi)外徑的平均半徑 R= 管頂填土高度 (H)= 其圓管涵的設計可采用公路 Ⅰ級汽車荷載，鋼筋直徑為 10mm，鋼筋數(shù)量為 16根。 陜西省商州至陜豫界一級公路施工設計 第 26 頁 共 37 頁 第 5 章 擋土墻設計 土 壓力及擋土墻自重計算 土壓力計算 擋土墻的荷載取組合Ⅱ，結構重要性系數(shù)取 ，承載能力極限狀態(tài)作用分項系數(shù)如下： 擋土墻結構重力 分項系數(shù) ? ? 恒載或車輛荷載、人群荷載的主動土壓力 1 ? ? 1） . 按墻高確定的附加荷載強度進行換算均布土層厚度 0h ： 擋土墻設計 ,換算均布土層厚度 0()hm可直接由擋土 墻高度確定的附加荷載強度計算 : 0 qh ?? （ 31） 式中 : ? ? 。? ? 3墻 后 填 土 的 容 重 kN/m ? ? ,q ? 附 加 荷 載 強 度 kPa 按 表 31 取 值 . 31?表 附 加 荷 載 強 度q H(m)墻 高 ? ?qkPa H(m)墻 高 ? ?qkPa ≤ ≥ (資料來源 : 鄧學鈞 :《 路基路面工程 》， 人民交通出版社， ,第 140 頁 ) 由公式 : 0 .5 5 6 (m )1810qh 0 ??? ? 2） .求破裂角 ? 39。 ???????????? ??? 陜西省商州至陜豫界一級公路施工設計 第 27 頁 共 37 頁 ))(()()()2)(()22()(2???????????????????????????h 。aHaHtgh 。aHHdbh 。abA ? ? ?? ?t a n t a n c o t t a n t a nA? ? ? ? ?? ? ? ? ? )39。3084)(39。308440(39。3084? ????????? tgtgc tgtg 所以 : 39。3622??? ()? ?墻 背 的 傾 角 ，仰斜時取負值，俯斜時取正值； ()? ? 墻 背 與 填 料 間 的 摩 擦 角； ()E kN? 主 動 土 壓 力 ； K ? 主 動 土 壓 力 系 數(shù)； 3( / )kN N? ? 墻 后 填 土 容 重； ()? ? 土 的 內(nèi) 摩 擦 角； ()Hm? 擋 土 墻 高 度； yZ ? 主 動 土 壓 力 作 用 點 位 置。 人群荷載做最不利荷載布置，布置方式為連續(xù)均布荷載，布置寬度為 24m 。 假設破裂面交于荷載內(nèi) .擋墻的總高度： H=，擋墻的基地水平總寬度： B= 驗算破裂面是否交于荷載內(nèi)： 堤頂破裂面距墻踵 : )(90 )()( mtgaH ????? ? 菏載內(nèi)邊緣距墻踵 : )( mdbH tg ????????? ? 菏載外邊緣距踵 : )( mb 。dbH tg ??????????? ? 因 :,故 :破裂面交與荷載內(nèi) ,所以假設的計算圖式符合實驗 . 故破裂面交于荷載內(nèi)，與原假設相符，所選用公式正確。 3） . 求主動土壓力系數(shù) K ? ?? ? ? ?? ?? ? ? ?c o sta n ta nsinc o s 2 2 .6 4 0ta n 2 2 .6 ta n 2 7sin 2 2 .6 8 4 .50 .4 4 1K????????????????????? 01 2 2 0 . 5 5 61 1 1 . 1 2 49hK H ?? ? ? ? ? 4） . 求主動土壓力及作用點位置 ? ?22111 1 8 1 0 . 2 0 . 4 4 1 1 . 1 2 4 4 6 4 . 1 3 922E H K K k N?? ? ? ? ? ? ? 陜西省商州至陜豫界一級公路施工設計 第 28 頁 共 37 頁 ? ? ? ? ? ?c o s 4 6 4 . 1 3 9 c o s 2 7 1 7 . 5 3 3 1 . 0 4 7xE E k N?? ??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?s i n 4 6 4 . 1 3 9 s i n 2 7 1 7 . 5 3 2 5 . 3 1 9yE E k N?? ??? ? ? ? ? ? ? ?0 1 1 0 . 2 0 . 5 5 6 3 . 5 6 53 3 3 3 1 . 1 2 4y hHZmK? ? ? ? ?? ? ?2 t a n 6 . 4 3 . 5 6 5 0 . 5 4 . 6 2xyZ B Z m?? ? ? ? ? ? 擋土墻自重計算 擋土墻可以分成五部分分別求擋土墻自重。如圖 52 圖 52 ? ?1 1 0 . 4 5 9 4 2 . 5 2 52 aG k N?? ? ? ? ? ?2 0 .6 9 1 1 3 .4aG kN?? ? ? ? ?3 1 4 . 5 9 4 2 5 . 2 52 aG k N?? ? ? ? ? ?4 0 .5 6 .4 6 7 .2aG kN?? ? ? ? ?5 1 0 . 7 6 . 4 4 7 . 0 42 aG k N?? ? ? ?? ?1 2 3 4 5 4 2 . 5 2 5 1 1 3 . 4 4 2 5 . 2 5 6 7 . 2 4 7 . 0 4 6 9 5 . 4 1 5G G G G G G k N? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 相對于墻趾點， 1G 的力臂 ? ?1 ? 陜西省商州至陜豫界一級公路施工設計 第 29 頁 共 37 頁 相對于墻趾點， 2G 的力臂 ? ?2 ? 相對于墻趾點， 3G 的力臂 ? ?3 ? 相對于墻趾點， 4G 的力臂 ? ?4 ? 相對于墻趾點， 5G 的力臂 ? ?5 ? ? ?1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 2 . 6 3 2G G x G x G x G x G xZmG? ? ? ??? 傾覆及抗滑穩(wěn)定性驗算 抗滑穩(wěn)定性驗算 由 《 路 基 路 面 工 程 》P144公式 [11](6 45)? 驗算重力式擋土墻沿基底的傾斜滑動穩(wěn)定性采用以下計算公式 1 0 0 1 0[ s i n ( ) ] t a n c o s ( )G Q G QG E G E? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? （ 51） 式中 : G — 擋土墻重力； E — 主動土壓力； ? — 基底摩擦系數(shù)； ? 0— 基底傾斜角， ? — 墻背傾斜角， ? — 墻背與填土間的摩擦角 采用傾斜基底增強抗滑動穩(wěn)定性 ,基底摩擦系數(shù) ?? ,擋墻每延米體積 ? ,擋土墻自重 ? ?= 3 3 . 1 1 5 2 1 = 6 9 5 . 4 1 5 k NGV ?? ? ?，由公式 計算如下 ： ? ?10c o s ( ) 1 . 4 4 6 4 . 1 3 9 c o s (2 7 1 7 . 5 6 ) 4 1 3 . 3 2Q E k N? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ＝ ? ?? ? ? ?1 0 0[ s i n ( ) ] t a n1 . 2 6 9 5 . 4 1 5 1 . 4 4 6 4 . 1 3 9 s i n 2 7 1 7 . 5 6 1 . 2 6 9 5 . 4 1 5 t a n 61 4 2 3 . 6 4 1 3 . 3 2G Q GG E Gk N k N? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ???? ? ? ? ? ? ? ? ? ?????則抗滑穩(wěn)定性驗算通過。 陜西省商州至陜豫界一級公路施工設計 第 30 頁 共 37 頁 抗傾覆穩(wěn)定性驗算 由 《 路 基 路 面 工 程 》P145公式 ? ?[11]6 46? 驗算重力式擋土墻沿基底的傾覆穩(wěn)定性采用以下計算公式 ? ?1 0G G Q y x x yG Z E Z E Z??? ? ? （ 52） 式中 : G — 擋土墻重力； xE , yE — 主動土壓力的水平和垂直分力 (kN)； GZ — G對墻趾 O 點的力臂 (m)； xZ — xE 對墻趾 O 點的力臂 (m)； yZ — yE 對墻趾 O 點的力臂 (m)。 相對于墻趾點，墻身重力的力臂 ? ?? 相對于墻趾點， yE 的力臂 ? ?? 相對于墻趾點， xE 的力臂 ? ?? ? ?? ?? ?1 695 .415 2 325 .319 331 .047 5 0G G Q y x x yG Z E Z E ZkN?? ??? ? ? ? ? ? ? ??? 則抗傾覆穩(wěn)定性驗算通過。 地基承載力驗算 由 《 路 基 路 面 工 程 》P145公式 ? ?[11]6 47? 作用于基底的合力偏心距 e計算公式 22 G y x x yn yG Z E Z E ZBBeZ GE??? ? ? ? ? （ 53） 基底邊緣最大、最小壓應力計算公式 1m ax ,m in 61N eP BB???????? 陜西省商州至陜豫界一級公路施工設計 第 31 頁 共 37 頁 （ 54） 式中 : nZ — 作用于基底的合力的法向分力 N對 O點的力臂 (m) 基礎底面合力作用點距離基礎趾 點的距離 ? ?6 9 5 . 4 2 2 . 6 3 2 3 2 5 . 3 2 4 . 3 3 3 1 . 0 4 7 3 . 5 6 5 2 . 1 56 9 5 . 4 2 3 2 5 . 3 2G y x x yn yG Z E Z E ZZmGE?? ? ? ? ? ?? ? ??? 作用于基底的合力偏心距驗算滿足 : 22 6 . 41 . 0 5 1 . 0 6 72 6 6nBB