衡重式挡墙设计计算说明书

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1、衡重式挡墙设计1.设计基本资料墙身尺寸:墙身总高:9.000(m)，上墙高:4.000(m)，墙顶宽:1.200(m)，台宽:1.330(m)，面坡倾斜坡度:1:0.150，上墙背坡倾斜坡度:1:0.200，下墙背坡倾斜坡度:1:-0.200，采用1个扩展墙址台阶，墙趾台阶b1:0.900(m)，墙趾台阶h1:1.350(m)，墙趾台阶与墙面坡坡度相同，墙底倾斜坡率:0.200:1。物理参数：墙后填土内摩擦角为38度，粘聚力为2kPa，圬工砌体容重:323.000(kN/m)，圬工之间摩擦系数:0.400，地基土摩擦系数:0.500

2、，墙身砌体容许压应力:2100.000(kPa)，墙身砌体容许剪应力:110.000(kPa)，墙身砌体容许拉应力:150.000(kPa)，墙身砌体容许弯曲拉应力:280.000(kPa)。12.上墙断面强度验算2.1.土压力和弯矩的计算2.1.1.破裂角计算挡墙设计为墙顶高度与路基高度相同，且路面填土为水平，故可以假设第一破裂角与路面交于车辆荷载范围内，根据《公路路基设计手册》表3-2-2第一类公式计算：'墙背倾角为1，假想墙背的倾角1：'d1tantan11H1'1.33tan0.214'281即假想墙背

3、的倾角为28度。根据《公路路基设计手册》表3-2-2第一类计算公式计算第二破裂角：11i9022sin其中：arcsinsin路基填土水平，填土水平坡角为0度，故公式可以简化为如下形式：1ii902带入数据计算可以得到，第二破裂面的倾角为：226ii根据计算结果可以发现，第二破裂面的倾角小于假想墙背的倾角，故第二破裂面不存在，墙后土体将沿假想滑动面滑动。验证破裂面的位置是否在车辆荷载作用范围内：以挡墙顶部内侧点为坐标原点，路面方向为正方向，计算滑裂面与路面交线的位置

4、：x40.21.334tan37x5.14路面设计宽度为7.5m，破裂面与路面的交线在荷载作用范围类，假设成立。2.1.2.土压力的计算：用假想墙背倾角公式计算土压力。将车辆荷载按照挡土墙的高度等效成土柱，根据《路基路面工程》(邓学钧，第三版)式6-42a及表6-5取值，出于安全考虑，将车辆等效荷载取值为10.0kPa。q10h0.45m022根据等效荷载高度，结合《公路路基设计手册》表3-2-2第一种情况，计算土压力(略去粘聚力作用)：312EHKK1112EE1x1cos1EE1y1sin

5、1其中：2tan452Kcos4522h0K11H13带入数据：=22kNm/,H104,m38,h0.45m土压力计算结果为：E39.63kN1xE89.00kN1y荷载作用位置：Hh10Z1y33K1带入数据，计算可以得到：Z1.2851y竖向力到挡墙仰斜部分墙趾的力臂大于横向力对墙趾的力臂，且竖向力大于横向力，所以，土压力对片石挡墙的弯矩为负值，上墙截面的抗倾覆稳定性不需要验算。2.1.3上墙截面强度验算衡重式挡墙结构的作用力是作用在第二滑动面或是假想墙背上的，

6、在计算截面的稳定性时，要将压力以实际墙背与土体无相对滑动的原则等效到真实墙背上。4'EEE111xxcosi''E1yE1xtanE1cositan其中，荷载的作用位置不变，Z1y1.285计算结果为：'E39.63kN1x'E7.926kN1y斜截面的剪应力验算：2tanAA12Exx0.5BWtanjfEtanjWA2ExxtanjWfE0.5BWtanjWWE1y2EX1ftan1tantanjWtanfcos

7、fB1Bf2tantan2带入数据，计算可以得到：15kPaf由《路基》表3-3-22可以得到，片石挡墙抗剪承载力容许值为80kPa，截面的抗剪强度明显满足要求。3.基顶截面强度和稳定性验算3.1.破裂角计算假定第一，第二破裂角与路基顶面的交线都在荷载作用的范围内，下破裂角的计算公式如下：5tan2tancottantanA其中：=++22A=-0.2带入数据计算可以得到下破裂面的倾角为：=19.492对假定条件进行验算：'L0H2tan2H1ata

8、niH2tan2B11H1tanb带入数据，计算可以得到：L6.80m0路基设计宽度为7.5m，且到外边缘的距离为0.5m，0.5m