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正文內(nèi)容

二級(jí)公路工程計(jì)算書畢業(yè)論文(參考版)

2025-06-30 12:39本頁(yè)面
  

【正文】 在即將畢業(yè)離校之際,我要感謝所有在生活上給予我關(guān)心和幫助以及在學(xué)業(yè)上切磋和指點(diǎn)的學(xué)長(zhǎng)和同學(xué)們。感謝母校在四年內(nèi)所給予的一切,我相信這些都會(huì)成為以后的財(cái)富。老師廣博的知識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)作風(fēng)、對(duì)科學(xué)工作的獻(xiàn)身精神和健康向上的人生態(tài)度使我終生受益匪淺。通過(guò)道路設(shè)計(jì),我們的獨(dú)立工作能力和創(chuàng)新能力隨著都有所提高。通過(guò)此次畢業(yè)設(shè)計(jì),我的專業(yè)知識(shí)得到進(jìn)一步的鞏固,對(duì)工程有一個(gè)系統(tǒng)化的理解,為以后的工作打下良好的基礎(chǔ)。由于自己缺乏實(shí)際的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),難免在設(shè)計(jì)上走一些彎路、犯一些錯(cuò)誤,但是通過(guò)老師的指點(diǎn),及時(shí)的改正這些錯(cuò)誤。其目的是系統(tǒng)的鞏固所學(xué)的理論知識(shí),培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際的觀點(diǎn),掌握公路設(shè)計(jì)工作的基本內(nèi)容和設(shè)計(jì)方法。為排除通過(guò)路面縫隙,或者由路基或路肩滲入并滯留在路面結(jié)構(gòu)內(nèi)的自由水,可設(shè)置路面邊緣滲溝或排水基(墊)層。 路面內(nèi)部排水為了保持路面基層和路基的干燥狀態(tài),可設(shè)置良好的路面內(nèi)部排水系統(tǒng)。當(dāng)硬路肩匯水量較大時(shí),可在土路肩上設(shè)置路肩排水溝。%時(shí),可采用橫向分散排水方式將路面水排出路基,但路基填方邊坡應(yīng)進(jìn)行保護(hù)。 路肩排水路肩排水設(shè)施主要由攔水帶、急流槽和路肩排水溝組成。 路面排水設(shè)計(jì)路面排水設(shè)施由路肩排水和中央分隔帶排水(本路段沒有中央分隔帶不需設(shè)計(jì))設(shè)施組成。行車舒適、耐磨耗、振動(dòng)小、噪音低、施工期短、養(yǎng)護(hù)維修簡(jiǎn)便、適宜分期修建等優(yōu)點(diǎn)。 細(xì)粒式密級(jí)配瀝青混凝土 h1=4cm E1=1400MPa中粒式密級(jí)配瀝青混凝土 h2=8cm E2=1000MPa水泥穩(wěn)定碎石 h3=30cm E3=1500MPa石灰土 h4=15cm E4=550Mpa 土基 E0=31MPa 路面結(jié)構(gòu)圖 路面方案比選水泥混凝土路面有強(qiáng)度高,溫度性好,耐久性強(qiáng),能見度好等優(yōu)點(diǎn),但對(duì)水泥和水的需要量大,有接縫(增加施工和養(yǎng)護(hù)難度),開放交通較遲,修復(fù)困難。(4)驗(yàn)算底基層層底拉應(yīng)力同基層層底拉應(yīng)力驗(yàn)算,驗(yàn)算結(jié)果:層底拉應(yīng)力小于容許拉應(yīng)力,驗(yàn)算滿足要求。 (2)驗(yàn)算中粒式密級(jí)配瀝青混凝土層底拉應(yīng)力將路面結(jié)構(gòu)換算為三層體系, 所示:h=?cm E1=1200MPaH=?cm E2=1500MPa 土基E0=31MPa 下面層底面彎拉應(yīng)力等效換算示意圖上面層厚度中面層厚度由,E2E1=15001200=E0E2=311500=, H/δ=查三層體系中層底面拉應(yīng)力系數(shù)諾謨圖可知σ1=,n1=,n2=,所以σ=pm1m2σ==所以層底拉應(yīng)力小于容許拉應(yīng)力,驗(yàn)算滿足要求。 按容許拉應(yīng)力驗(yàn)算設(shè)計(jì)層厚度驗(yàn)算層底拉應(yīng)力時(shí)根據(jù)多層彈性理論,層間接觸條件為完全連續(xù)體系,以雙圓荷載作用下為驗(yàn)算條件。根據(jù)結(jié)構(gòu)層材料不同,按以下公式計(jì)算Ks 值。若基層由半剛性材料層與柔性材料層組合而成,則AB介于兩者之間通過(guò)線性內(nèi)插決定。各值均取規(guī)范給定范圍的中值,該地質(zhì)自然劃分Ⅳ5且土基為中濕狀態(tài)的砂類土。初步擬定4cm細(xì)粒式密級(jí)配瀝青混凝土和8cm中粒式密級(jí)配瀝青混凝土作為上下面層;30cm水泥穩(wěn)定碎石的基層,以及底基層采用石灰土。 =107 交通等級(jí)分析瀝青路面交通等級(jí)見下表由下表可知,本設(shè)計(jì)路面屬于重交通。η =1+6%1213656%;設(shè)計(jì)年限累計(jì)當(dāng)量標(biāo)準(zhǔn)軸載數(shù)為:Ne=1+rt1365rN1 軸載當(dāng)量換算軸數(shù)系數(shù)C1輪組系數(shù)C2軸數(shù)總重Pi(kN)各級(jí)作用次數(shù)ni標(biāo)準(zhǔn)軸載的作用次數(shù)N解放CA390后軸111490黃河JN162前軸111640后軸111640東風(fēng)XQD5170TGC后軸1122300解放CA15后軸111400總計(jì)——————————注:軸載小于40kN忽略不計(jì)。當(dāng)軸間距大于3m時(shí),按單獨(dú)的一個(gè)軸計(jì)算,此時(shí)軸數(shù)系數(shù)為1;當(dāng)軸間距小于3m時(shí),雙軸或多軸的軸數(shù)系數(shù)按下式計(jì)算:C1=1+ ()式中:m——軸數(shù)。當(dāng)以彎沉值和瀝青層的層底拉應(yīng)力為設(shè)計(jì)指標(biāo)時(shí),按下式完成軸載當(dāng)量換算N=i=1KC1普通混凝土面層:γrσpr+σtr=+=≤fr=碾壓混凝土基層:γrσpr+σtr=+0=≤fr=因而,可以承受設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)荷載應(yīng)力和溫度應(yīng)力的綜合疲勞作用。路面板的綜合疲勞應(yīng)力應(yīng)滿足以目標(biāo)可靠度為依據(jù)的極限平衡方程式,即γrσpr+σtr≤fr ()二級(jí)公路的安全等級(jí)為三級(jí),目標(biāo)可靠度為85%,相應(yīng)的變異水平等級(jí)為中。普通混凝土面層板長(zhǎng)4m,l/rg=4/=,根據(jù)規(guī)范查下圖可知普通混凝土面層h01=,Bx=,Cx=。其他符號(hào)意義同前。溫度疲勞應(yīng)力系數(shù)Kc的確定方法與單層板Kt相同。對(duì)于雙層板,應(yīng)分別計(jì)算上、下兩層板各自的溫度疲勞應(yīng)力。KfKf根據(jù)公路等級(jí),考慮偏載和動(dòng)載等因素對(duì)路面疲勞損壞影響的綜合系數(shù)Kc=。m復(fù)合式混凝土面層的相對(duì)剛度半徑為:rg===標(biāo)準(zhǔn)軸載在普通混凝土面層臨界荷位處產(chǎn)生的荷載應(yīng)力計(jì)算為:σps1=+hx1Ku6Dg =31000=σps2=+hx2Ku6Dg =27000=普通混凝土面層,因縱縫為設(shè)拉桿平縫,接縫傳荷能力的應(yīng)力折減系數(shù)Kr=;碾壓混凝土基層不設(shè)縱縫,不考慮接縫傳荷能力的應(yīng)力折減系數(shù)Kr。 Dg=Ec1h01312+Ec2h02312+h01+h02241Ec1h01+1Ec2h021Ku () rg——雙層混凝土板的相對(duì)剛度半徑(m),按式()計(jì)算確定。σps1=+hx2Ku6Dg ()σps2=+hx2Ku6Dg ()式中:EcEc2——雙層板混凝土上層和下層板的彎拉彈性模量(Mpa); h0h02——雙層板混凝土板上層和下層板的厚度(m); hxhx2——上、下層板中性面至結(jié)合式雙層板中性面的距離(m),或有下式()~ ()計(jì)算;hx1=Ec2h02h01+h022Ec1h01+Ec2h02 ()hx1=Ec1h01h01+h022Ec1h01+Ec2h02 () Ku——層間結(jié)合系數(shù),分離式Ku=0,結(jié)合式Ku=1; Dg——雙層混凝土板的截面總剛度(MNKfKfm) hx=12DxEx13=12= a=== b=== Et=ahxbE0ExE013=4010314013=197Mpa 荷載疲勞應(yīng)力普通混凝土面層與碾壓混凝土基層組成分離式復(fù)合式面層。m); hh2——基層和底基層或墊層的厚度(m);a、b——與ExE0有關(guān)的回歸系數(shù)。碾壓混凝土不設(shè)縱縫,橫縫設(shè)假縫,間距(板長(zhǎng))4m。水泥混凝土面層板的平面尺寸長(zhǎng)為4m。 混凝土路面臨界荷位處的車輛輪跡橫向分布系數(shù)公路等級(jí)縱縫邊緣處高速公路、一級(jí)公路、收費(fèi)站~二級(jí)及二級(jí)以下公路行車道寬7m~~行車道寬≤7m二級(jí)公路的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為t=20年,交通量年平均增長(zhǎng)率為6%。單軸雙輪組: = ()單軸單輪組: = ()雙軸雙輪組: = ()三軸雙輪組: = ()軸載當(dāng)量換算見下表: 軸載當(dāng)量換算軸數(shù)總重Pi(kN)各級(jí)作用次數(shù)軸輪型系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)軸載的作用次數(shù)Ns躍進(jìn)NJ131后軸190010^4解放CA390后軸1490黃河JN162前軸1640后軸1640東風(fēng)XQD5170TGC后軸2230010^6解放CA15后軸1400總計(jì)注:前軸重小于40kN不計(jì)。不同軸輪型和軸載的作用次數(shù),應(yīng)按式()換算為標(biāo)準(zhǔn)軸載的作用次數(shù)。4 路面設(shè)計(jì) 水泥混凝土路面設(shè)計(jì)(方案一) 路面交通等級(jí)公路混凝土路面設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期參考值見下表 設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期參考值公路技術(shù)等級(jí)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期(年)公路技術(shù)等級(jí)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期(年)高速公路30二級(jí)公路20一級(jí)公路30三、四級(jí)公路20本路段設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期是20年。穩(wěn)定處理可以采用換填土、反壓護(hù)道、擠實(shí)砂樁、石灰樁等措施增加抗滑阻力。軟土地基處理的目的可分為兩大類,沉降處理和失穩(wěn)處理。 軟土地基加固在軟土地基上填筑路堤有可能出現(xiàn)失穩(wěn),或者沉降量和沉降速度不能滿足要求等情況時(shí)需要對(duì)軟土地基進(jìn)行適當(dāng)?shù)募庸烫幚?,以增?qiáng)其穩(wěn)定性、減少沉降量或加速沉降。間接防護(hù)措施主要是建造結(jié)構(gòu)物,如丁壩、攔水壩等。其中植物防護(hù)與石砌,與坡面防護(hù)所述基本類同,當(dāng)水流速度達(dá)到或超過(guò)5m/s時(shí),則改用石籠防護(hù),也可就地取材。堤岸防護(hù)與加固措施有直接和間接兩種。此類堤岸常年或季節(jié)性浸水,受流水沖刷、拍擊和淘洗,造成路基浸濕、坡腳淘空,或水位驟降時(shí)路基內(nèi)細(xì)料流失,致使路基失穩(wěn),邊坡崩塌。這些方法可以局部處治、綜合使用,并與放緩邊坡登方法予以比較,力求實(shí)用和經(jīng)濟(jì)。噴漿前后的處治與抹面相同。抹面后,應(yīng)拍漿、抹平和養(yǎng)生。對(duì)此應(yīng)及時(shí)給以封面,以預(yù)防風(fēng)化成害。這些防護(hù)形式各自適合一定得條件。 工程防護(hù)當(dāng)不宜植物防護(hù)或考慮就地取材,采用沙石、水泥、石灰等礦質(zhì)材料時(shí),坡面防護(hù)是常用的防護(hù)形式。植樹主要用在堤岸邊的河灘上,用來(lái)降低流速,促使泥沙淤積,防止直接沖刷路堤。不宜種草的坡面,可以鋪5~10cm厚的種植土層,土層與原坡面結(jié)合穩(wěn)固。種草適用于沖刷輕微,邊坡高度較小,坡度緩于1:1的邊坡防護(hù)。它對(duì)于坡高不大,邊坡比較平緩的土質(zhì)坡面是一種簡(jiǎn)易有效的防護(hù)措施。常用的坡面防護(hù)設(shè)施有植物防護(hù)和工程防護(hù)。水亦不宜集中匯流。坡面防護(hù)設(shè)施不承受外力作用,要求坡面巖土整體穩(wěn)定牢固。路基防護(hù)與加固設(shè)施,主要有邊坡坡面防護(hù)、沿河路堤防護(hù)與加固以及濕軟地基的加固處治。為確保路基的強(qiáng)度與穩(wěn)定性,路基的防護(hù)與加固,也是不可缺少的工程技術(shù)措施。 擋土墻的排水設(shè)施設(shè)計(jì)在墻身上沿墻高和墻長(zhǎng)設(shè)置排水孔,其為10cm20cm的方孔,具有向墻外傾斜的坡度,泄水孔的進(jìn)水側(cè)設(shè)反濾層,在最下排泄水孔的底部設(shè)置隔水層。 擋土墻的伸縮縫與沉降縫設(shè)計(jì)伸縮縫與沉降縫結(jié)合在一起,統(tǒng)稱為變形縫。同理,選擇墻身底部進(jìn)行驗(yàn)算,經(jīng)驗(yàn)算強(qiáng)度與穩(wěn)定均滿足要求。對(duì)于矮墻可取=1,即不考慮縱向穩(wěn)定。(2)穩(wěn)定計(jì)算 ()式中:、 、意義同式();──彎曲平面內(nèi)的縱向翹曲系數(shù),按下式計(jì)算: ()──2H/B,H為墻有效高度,B為墻的寬度(m);一般情況下?lián)跬翂Τ叽绮皇芊€(wěn)定控制,但應(yīng)判斷是細(xì)高墻或是矮墻。此處選擇二分之一墻高處進(jìn)行驗(yàn)算(1)強(qiáng)度計(jì)算 ()按每延米墻長(zhǎng)計(jì)算: ()式中:──設(shè)計(jì)軸向力(kN); ──重要性系數(shù),; 、──恒載(自重及襟邊以上土重)引起的軸向力(kN)和相應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù); ──主動(dòng)土壓力引起的軸向力(kN);──主動(dòng)土壓力引起的軸向力的分項(xiàng)系數(shù);NG=1422=88kNNQ1=Nj=88+=──抗力分項(xiàng)系數(shù),;──材料極限抗壓強(qiáng)度(kpa), RK=1275kPa;──擋土墻構(gòu)件的計(jì)算截面積 (m2),A=1; ──軸向力偏心影響系數(shù)。②當(dāng)偏心荷載作用
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