重力式挡土墙计算书

本帖最后由 djdq181 于 2013-9-23 10:57 编辑

一、重力式挡土墙
重力式挡土墙依靠墙身自重支撑土压力来维持其稳定。一般多用片（块）石砌筑，在缺乏石料的地区有时也用混凝土修建。重力式挡土墙圬工量大，但其型式简单，施工方便，可就地取材，适应性强，故被广泛采用。
一）设计需设挡墙路段
根据设计要求，桥头位置需设挡土墙，故在 K0+000.00~K0+000.00 段设路肩式重力式挡土墙，最大深度2.732m。因为不符合要求，故自己拟定：
二）设计资料
１．拟采用浆砌块石，墙高 5.5m，填土高a=0m，墙背俯斜1:0.25（14ο02'）墙身分段长度10m。
车辆荷载
计算荷载：汽—20 级；验算荷载：挂—100。
土壤地质情况
公路处Ⅳ1a 区，填背填土容重γ = 18KN /m3，计算内摩擦角φ = 35ο，墙背填土与墙背间的摩擦角δ= ϕ/2=17.5ο ，C=155KPa,容许承载力[ σο ] =360 KPa
墙身材料
25 号砂浆2.5 号砂浆砌片石，砌体容重r=18.5KN/m3，容许压应力[σx]＝600 KPa，容许剪应力[τ ]＝100 KPa 容许拉应力[σwl]＝60 KPa。
三）计算荷载（汽—20 级）
⑴求不计车辆荷载作用时的破裂棱体宽 B，根据有关公式：
A =【ab-H(H+2a）】tgα2/（H+2a）
= − tgα=-0.25
ψ =ϕ +α +δ = 35ο +14ο02' +17.5ο = 66ο32'
tgθ = −tgψ + (ctgϕ + tgψ )(tgψ + A)
= −tg66ο32' + (ctg35ο + tg66ο32' )(tg66ο32' − 0.25)
= −2.304 + (1.428 + 2.304)(2.304 − 0.25) ≈ 0.465
∴θ = arctg0.465 = 24ο55'22"
Bο = (1+ a)tgθ − (b − H ⋅ tgα )
= (5.5 + 0)× 0.465 − (0 − 0.25× 5.5)
= 3.933m
⑵纵向分布长度 L
汽—20 级作用时，取重车的扩散长度。当挡土墙分段长度小于等于10m 时，扩散长
度不超过10m，挡土墙分段长度在10m 以上时，扩散长度不超过15m。
一辆重车扩散长度为：
L = Lο +( H + 2a )tg30ο
= 5.6 + 5.5×tg30ο
= 8.775m ≤ 10m
∴L = 8.775m
L—前后轴距加轮胎着地长度或履带着地长度，m
布置一辆重车300KN
⑶计算车辆荷载总重ΣQ
车轮中心距路基边缘d = 0.5m, Bο= 3.85m, 在破坏棱体内仅能布置一个半轴载。
ΣQ=300× 3/2 = 450KN
⑷换算土层厚度
hο= ΣQ/rBοL=450/18× 3.933× 8.775=0.724
验算荷载（挂—100）
平板挂车或履带车荷载在纵向只考虑一辆，横向为破裂棱体宽度B = 3.933m ο 范围内可能布置的车轮或履带。车辆外侧车轮或履带中线距路面（或硬路肩），安全带边缘的距离为
1m.
⑴纵向分布长度L
一辆挂车扩散长度为：
L =Lο (1+ 2)tg30ο= 6.6+ 5.5× tg30ο=9.775m
∴L = 9.775m
⑵计算车辆荷载总重 ΣQ
车轮中心距路基边缘d = 1m, Bο = 3.933m 。在破坏棱体内仅能布置四分之三个轴载。
ΣQ = 1000×4/3 =750KN
⑶换算土层厚度
hο=ΣQ/rBοL=750/18× 3.933× 9.775 = 1.084m
《规范》推荐挂车—100 等代土层厚度为0.8m，从安全角度考虑，取1.2m。
四）主动土压力计算
１．设计荷载（汽—20 级）
⑴求破裂角θ
假设破裂角交于荷载内，采用相应公式计算
A=2dhο/H（ H+2hο） −tgα
=（ 2× 0.5 ×0.724）/5.5×（ 5.5+2× 0.724） −0.25
=-0.231
tgθ = −tgψ + (ctgϕ + tgψ )(tgψ + A)
= −tg66ο32' + (ctg35ο + tg66ο32' )(tg66ο32' − 0.231)
= −2.304 + (1.428 + 2.304)(2.304 − 0.231) ≈ 0.417
∴θ = arctg0.465 = 25ο31'18"
验算是否交于荷载内：
堤顶破裂面至墙踵：(H + a)tgθ = 5.5× 0.439 = 2.415
荷载内缘至墙踵： b − Htgα + d = −5.5× 0.25 + 0.5 = −0.875
荷载外缘至墙踵： b− Htgα +d + bο = −5.5× 0.25 + 0.5 + 5.5 = 5.125
因− 0.875π 2.415 π 5.125,故假设正确
注： bο —两辆重车（单车道时为一辆重车），或一辆平板挂车或一辆履带车在挡土墙
横向的分布宽度，m。
⑵求主动土压力系数 K 和K1)
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