水泥混凝土路面及擋土墻設(shè)計資料

1、精品文檔.課程設(shè)計評閱表.課程設(shè)計任務(wù)書三. 設(shè)計原始資料1. 水泥混凝土路面設(shè)計資料2. 擋土墻設(shè)計資料四. 水泥混凝土路面設(shè)計1.交通量分析2.初擬路面結(jié)構(gòu)3.確定材料參數(shù)4.計算何載疲勞應(yīng)力5.計算溫度疲勞應(yīng)力五.擋土墻設(shè)計1. 擋土墻橫斷面布置，擬定斷面尺寸2. 車輛荷載換算3. 主動土壓力計算（假設(shè)破裂面交于荷載中部）4. 擋土墻抗滑穩(wěn)定性驗算5. 抗傾覆穩(wěn)定性驗算6. 基底應(yīng)力及偏心距驗算7. 墻身截面強度驗算8. 擋土墻的伸縮縫與沉降縫設(shè)計9. 擋土墻的排水設(shè)施設(shè)計精品文檔邵陽學(xué)院課程設(shè)計（論文）評閱表學(xué)生姓名XXX系城市建設(shè)系題目名稱水泥混凝土及擋土墻設(shè)計學(xué) 號專業(yè)班級XX級土

2、木工程路橋課程名稱路基路面工程'、學(xué)生自我總這次課程設(shè)計給了我們很大的挑戰(zhàn)，我們按照相關(guān)步驟進行初步設(shè)計，學(xué)會了運用所學(xué)知識和現(xiàn)行規(guī)范對水泥混凝土的計算及驗算各部位的穩(wěn)定性，也明白了這些計算的目的就是作為路面結(jié)構(gòu)設(shè)計的依據(jù)。在本次課程設(shè)計中，我深深地明白了動手的重要性，因為這次課程設(shè)計使我把自 己所學(xué)的鋼架構(gòu)的知識連為了一個整體，讓自己明白了各個知識點的相互聯(lián)系。當(dāng)然，在本次設(shè)計 中發(fā)現(xiàn)了自己的很多問題，比如自己對學(xué)過的三大力學(xué)中的很多概念不是很理解，但最終在自己的努力下成功解決，自己也收獲不少。學(xué)生簽名：2016年6月27 日、指導(dǎo)教師評定評分項目計算裝訂出勤表現(xiàn)紀律綜合成績權(quán) 重4

3、010102020單項成績指導(dǎo)教師評語：指導(dǎo)教師（簽名）：年月日注：1、本表是學(xué)生課程設(shè)計（論文）成績評定的依據(jù)，裝訂在設(shè)計說明書（或論文）的“任務(wù)書”頁后面;2、表中的“評分項目”及“權(quán)重”根據(jù)各系的考核細則和評分標準確定。一、課程設(shè)計時間安排：第 18周二、課程設(shè)計內(nèi)容 水泥混凝土路面課程設(shè)計內(nèi)容1. 計算書：交通分析：具體包括軸載換算；設(shè)計基準期的確定；交通分析參 數(shù)的確定，女口：輪跡橫向分布系數(shù)，交通量增長率等；設(shè)計基準期內(nèi)的設(shè)計車道標準荷載 累計作用次數(shù)。初擬路面結(jié)構(gòu)確定路面材料參數(shù)計算荷載疲勞應(yīng)力計算溫度疲勞應(yīng)力驗算2. 結(jié)構(gòu)設(shè)計圖結(jié)構(gòu)設(shè)計斷面圖；接縫設(shè)計圖。3. 工程數(shù)量表面層工

4、程數(shù)量表，包括：面板混凝土數(shù)量；接縫數(shù)量表；接縫鋼筋數(shù)量； 角隅等處的鋼筋數(shù)量（如需要設(shè)置）?；鶎庸こ虜?shù)量表墊層工程數(shù)量表4總結(jié)重力式擋土墻課程設(shè)計內(nèi)容1計算書擬定擋土墻斷面尺寸，包括擋土墻分段長度填土土壓力的計算墻身斷面強度驗算基礎(chǔ)底面強度及穩(wěn)定性驗算2擋土墻設(shè)計圖3. 工程數(shù)量墻基工程數(shù)量表墻身工程數(shù)量表三、課程設(shè)計要求1.按學(xué)號順序分成六大組，每組一題，可任選路面設(shè)計或擋土墻設(shè)計，一周內(nèi)完成。2以A幅面進行裝訂。3.設(shè)計文本要求電腦打印， 并提供電子文檔（文字、數(shù)量表以Word排版，設(shè)計圖為dwg 格式）。四、參考書目1資建民編著的路基路面工程陸鼎中等編著的路基路面工程3. 鄧學(xué)鈞編著的

5、路基路面工程4. 黃曉明編著的水泥路面設(shè)計五、設(shè)計原始資料（一 ）水泥混凝土路面設(shè)計資料：1.某公路擬建二級公路，8km經(jīng)交通流量調(diào)查，得到日交通車輛資料，如表3:表3日交通車輛情況表序號汽車型號流量（輛/ 天）前軸 重（kN）后軸重（kN）后軸數(shù)輪組數(shù)1解放CA1520020.9770.38122解放CA5020028.7068.20123黃河JN25326055.002X66.00224尼桑CK20L18049.85100.00125日野KB22227050.20104.3012（二）擋土墻設(shè)計資料:1.某漿砌片石重力式路堤墻，墻咼H 4.8 m，填土咼a 2 m，填土邊坡1:1.5，填土

6、容重 18kN m 3 ,35。墻背2 14 ,0.5，基底摩擦系數(shù)0.5，地基容許承載力 ° 800kPa。2.5號砂漿砌25號片石。圬工容重 k 23kN m 3 , a 600kPa , j 50kPa , L 60kPa , WL 80kPa。設(shè)計 荷載為：汽車20級，掛車100。路基寬度8.5m,路肩0.75m,基底土的摩擦系數(shù)f2 0.8 , 地基土容重1 19kN m 3。墻身容許偏心率：主要組合 1 0.25，附加組合訂0.30，基底 容許偏心率2】0.20。水泥混凝土路面設(shè)計（一）交通量分析我國公路水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范以汽車軸重為100kN的單軸荷載作為設(shè)計標準軸

7、載,表示為BZZ100。凡前、后軸載大于 40KN （單軸）的軸數(shù)均應(yīng)換算成標準軸數(shù)，換算公式 為：NsiNi單10016式中： Ns 100KN的單軸一雙輪組標準軸數(shù)的通行次數(shù);P 各類軸一輪型；級軸載的總重（ KN）；n軸型和軸載級位數(shù)；叫一各類軸一輪型i級軸載的通行次數(shù)；i 軸一輪型系數(shù)。表2軸載換算結(jié)果車型R (kN)iNi (次/ 日)K. / Pi 16 iNi(“)100解放CA15前軸20.97569.12000后軸70.3810.65解放CA50前軸28.70524.22000后軸68.2010.66黃河JN253前軸55.003962603.89后軸2*66.004.3 1

8、0 60.05尼桑CK20L前軸49.85416.51801.21后軸100.001200.00日野KB222前軸50.20412.14532702.01后軸104.301588.40刀N796.87則設(shè)計年限內(nèi)設(shè)計車道的標準軸載累計作用次數(shù):Ne Ns(1J 1 365式中：Ne 標準軸載累計當(dāng)量作用次數(shù);t設(shè)計基準年限，取t=20 ;丫 交通量年平均增長率，取丫=0.05 ;n 臨界荷位處的車輛輪跡橫向分布系數(shù)，取n=0.6:;（二）初擬路面結(jié)構(gòu)初擬普通混凝土面層厚為220mm基層選用石灰粉煤灰穩(wěn)定粒料，厚為180mm墊層為150mm的低劑量無機結(jié)合穩(wěn)定土。普通混凝土板的平面尺寸為寬4.5

9、m;長為5.0m。（三）確定材料參數(shù)取普通混凝土面層的彎拉強度標準值為4.5Mpa，相應(yīng)彎拉彈性模量標準值為29Gpa；路600Mpa石灰粉煤灰穩(wěn)定粒料1013MPa基回彈模量為35Mpa；低劑量無機結(jié)合穩(wěn)定土墊層回彈模量為 基層回彈模量取1300Mp&基層頂面當(dāng)量的回彈模量值計算如下:h；Ei h；E2 1300 0.182 600 0.152 h； h；=0.182 0.152Dx12(hh2)2(4(E1h1E2h2)1300 0.183600 0.15312(0.180.15)241(1300 0.181600 0.15)= 2.57MNgmhx(12Dx(Ex1 1)3 =(

10、_)3=0.312m10136.221151 自 f6.22 11.51(空)0" =4.167351 1.44(旦)E00 551013=11.44()35。550.774Etah： E0(旦)3 =4.167 0.3120.774E。11013 235 ()3 179.75 MPa35普通混凝土面層的相對剛度半徑為：1E 30.5370.537h0.22Et29000179.750.643m（四）計算荷載疲勞應(yīng)力初擬普通混凝土面層厚度為由下列公式求得：0.25m。0.5373 Ec Et0.6 2PS0.077 0.6hk k kf r c pskfN0.057式中H丫 一 混凝

11、土板的相對剛度半徑（混凝土板的厚度（m）;Mpac 水泥混凝土的彎沉彈性模量d p標準軸載Ps在臨界荷位處產(chǎn)生的荷載疲勞應(yīng)力（Mpa）;考慮接縫傳荷能力的應(yīng)力折減系數(shù)，縱縫為設(shè)桿拉的平縫，kr=0.870.92，縱縫為不設(shè)桿拉的平縫或自由邊界kr=1.0，縱縫為設(shè)桿拉的企口縫，kr=0.76 0.84 ,;按公路等級查表。公路等級高速公路一級公路二級公路三、四級公路kc1.301.251.201.10c表3綜合系數(shù)kcd ps 標準軸載Ps在四邊自由板的臨界荷載處產(chǎn)生的荷載應(yīng)力（Mpa）。ps0.077 0.6h 2 =0.07700 620.643 .0.221.220MPa , kf0.0

12、57Ne=2.081考慮偏載和動載因素對路面疲勞損壞影響綜合系數(shù)，根據(jù)公路等級，考慮偏載和動載等因素對路面疲勞損壞影響的綜和系數(shù)kc 1.20 ,則荷載疲勞應(yīng)力為:pr kf krkc ps =0.87 X 2.081 X 1.20 X 1.220=2.65MPa（五）計算溫度疲勞應(yīng)力由路基路面工程知，假設(shè)該新建公路位于II區(qū)，則最大溫度梯度取88 （C /m ）。板長 5m, L/r=5/0.643=7.78;已知混凝土板厚 0.22m , Bx=0.72。則可知最大溫度梯度時混凝土板的溫度翹曲應(yīng)力:tmc EchTg Bx2式中：a c混凝土的溫度線膨脹系數(shù)；T g 最大溫度梯度，Tg=8

13、8 ° c/m;B x 綜合溫度翹區(qū)應(yīng)力和內(nèi)應(yīng)力的溫度應(yīng)力系數(shù)；d tm最大溫度梯度時土板的溫度翹取應(yīng)力（Mpa）。tmcEchTgBx。10 5290°00.2288 0.722.02MPa2 2溫度疲勞系數(shù)kt1_a（巴）c b,式中a, b和c為回歸系數(shù)，按所在地區(qū)公 tmfr路自然區(qū)劃查表表4回歸系數(shù)a，b和c系數(shù)公路自然區(qū)n出IVVvna0.8280.8550.8410.8710.8370.834b0.0410.0410.0580.0710.0380.052c1.3231.3551.3231.2871.3821.270kt 上 3()° 切=竺0.828

14、(匹)1.3230.0410.548tmfr2.154.5則溫度疲勞應(yīng)力:t kt tm 0.548 2.021.11MPa綜合，二級公路的安全等級為三級，相應(yīng)于三級的安全等級的變異水平等級為中級，目標可靠度為85%。再根據(jù)查得的目標可靠度和變異水平等級，確定可靠度系數(shù)1.13。pr tr 1.132.65 1.114.26MPa fr 4.5MPa，故滿足要求。擋土墻設(shè)計（一）擋土墻橫斷面布置，擬定斷面尺寸墻高H=4.8m,斷面形式為俯視，墻頂寬度為50cm,基礎(chǔ)埋置深度為0.8m.（二）車輛荷載換算當(dāng)2m時，q20.0KPa ;當(dāng) H 10m 時，q 10KPa由直線內(nèi)插法得：5 8 2H

15、=4.8m 時，q10202015.25KPa10 2換算均布土層厚度：q 15.25h00.84 mr18三）主動土壓力計算（假設(shè)破裂面交于荷載中部）（1）破裂角由14 ,35 ,17.52得：351417.538.5A02(aH2h0)(aH)1(24.8 20.84)(24.8)29.24B0-ab2(bd)h01H (H22a2h0)tan122 3(30.5)0.9 -24.8(4.8 22 20.84)tan( 14 )12.49tg tg (ctg tg )(tg B)Aotg38.5(ctg35tg38.5 )( tg38.50.43)0.855貝 U40.53(2)驗算破裂面

16、位置：堤頂破裂面至墻鍾：(H+a)tg =4.81m荷載內(nèi)緣至墻鍾：b+Htg () +d+b3 =3+4.8*0.25+0.5+0.75=5.45m荷載外緣至墻鍾：b+Htg () +d+b3 +b2 =5.45+7=12.45m由于破裂面至墻鍾的距離大于荷載內(nèi)緣至墻鍾的距離并且小于荷載外緣至墻鍾的距離，所以破裂面交于路基荷載中部的假設(shè)成立。并且直線形仰斜墻背，且墻背傾角較小，不會出現(xiàn)第二破裂面。(3 )主動土壓力系數(shù) K和K C0S(tantan ) 0.15si n( )h1丄込2.13tg tg-Jh2-0.83tg tgh3Hh1h21 .84K1 1h12H)2h°h31

17、.79(4)求主動土壓力及土壓力的作用點12 1-H2KQ 18 23.04 0.15 1.792 255.68 kN mEx Ea cos(EyEa sin()55.68 cos(17.514 )55.58kN m)55.68 sin(17.514 ) 3.40kN. mH a(H亍1.69mh3)2 0(32H)23H2K1B b1 l 20.52.5mZy B Zxtan 2.5 1.69 0.252.92m（四）擋土墻抗滑穩(wěn)定性驗算為保證擋土墻抗滑穩(wěn)定性，應(yīng)驗算在土壓力及其他外力作用下，基底摩阻力抵抗擋土 墻滑移的能力。即：（0.9G Q1Ey）u 0.9G tan 。Q1 Ex式中：

18、G-擋土墻自重G2 = v1 k 2 4.8 23220.8kN , G = V2 k 0.5 0.8 239.2kN ,G G1 G2230kNEx,Ey-墻背主動土壓力的水平與垂直分力0 基底傾斜角 u 基底摩擦系數(shù)，取 0.5Q1 主動土壓力分項系數(shù)，取1.4不等式左邊為:(0.9G Q1 y)0.9Gtg 0(0.9 2301.4 3.4) 0.5 0.9 230 tgO105.88不等式右邊為:Q1 X1.4 55.5877.81由上述計算結(jié)果得：（0.9GQ1Ey)u 0.9G tan 。Q1Ex成立，因此該擋墻抗滑穩(wěn)定性滿足要求。（五）抗傾覆穩(wěn)定性驗算要使擋墻抗傾覆滿足要求即滿足

19、:0.9GZgQi(EyZx ExZy) 0ZG1 0.5ld 0.5 0.5 0.25ZG2 0.25 0.5H0.5 b1 = 0.25 0.5 8 0.5 2 1.6Zg(G1ZG1G2ZG2)g9.2 0.25 220.8 1.62301.55m0.9GZb Q1(EyZy1 EXZX1) 0.9 230 1.55 1.4 (3.4 292 5558 1.69 20325>0滿足要求。（六）基底應(yīng)力及偏心距驗算基礎(chǔ)底面的壓應(yīng)力B作用于基底的合力偏心距 e為：e 一 C2其中:GZg Ey ZxExZyG Ey230 1.55 3.4 1.69 55.58 2.92230 3.40

20、.86 e=2.5/2-0.86=0.39< B/6=0.42RnaxG EyBy2.56 0.39)2.5)180.74kpa0 800kPa基礎(chǔ)底面的壓應(yīng)力滿足要求。基底合力偏心距荷載組合為n：擋土墻結(jié)構(gòu)自重、土重、土側(cè)壓力、汽車荷載引起的土側(cè)壓力相組合。e B，由以上計算可知是滿足的。查表可知，堅密的巖石地基的合力偏心距須有地基承載力抗力值須滿足p < 1.2f式中p 基底平均壓應(yīng)力（KPa）；(G GQ1Ey W)COS 0Q1Ex sin oB193.34KPa(393.6 1.2 1.4 7.87 0)cos 0 1.4 131.9 sinO2.5N （G gQ1Ey W）cos oQ1 Ex sin o,p112.3OkpaABA 基礎(chǔ)底面每延米的面積，即基礎(chǔ)寬度，BX 1.0 （tf）;N 每延米作用于基底