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1、 毕 业 设 计 说 明 书目录中英文摘要及关键词 3前言 4正文 1 4m墙高不出现第二破裂面衡重式路肩挡土墙计算 51.1基本资料 51.2土压力计算 61.3墙身截面计算 111.4稳定性验算 131.5地基承载力计算 161.6墙身截面强度和稳定性验算 172 4m墙高出现第二破裂面衡重式路肩挡土墙计算 26 2.1基本资料 262.2土压力计算 272.3墙身截面计算 322.4稳定性验算 342.5地基承载力计算 372.6墙身截面强度和稳定性验算 383 7m墙高衡重式路肩挡土墙计算 47 3.1基本资料 473.2土压力计算 483.3墙身截面计算 533.4稳定性验算 553
2、.5地基承载力计算 583.6墙身截面强度和稳定性验算 594 9m墙高衡重式路肩挡土墙计算 68 4.1基本资料 684.2土压力计算 694.3墙身截面计算 744.4稳定性验算 764.5地基承载力计算 784.6墙身截面强度和稳定性验算 80结论 89总结与体会 90谢辞 91参考文献 92附录 93摘要本次毕业设计根据最新公路挡土墙设计与施工技术细则中关于衡重式路肩墙的的有关规定和标准，并综合考虑影响衡重式挡土墙的多种因素（未考虑地震力的影响），设计衡重式路肩墙的标准图。本文选取了通用图设计中墙高分别为4m（不出现第二破裂角）、4m（出现第二破裂角）、7m、9m的设计算例，给出了衡重
3、式路肩墙的基本设计过程和检验过程。【关键词】: 挡土墙 衡重式路肩墙 标准图 AbstractThe graduation project under the new Highway Design and Construction of Retaining Wall Regulationsin the shoulder on the wall of steady weight and standards of the relevant provisions, and considering the impact of weight retaining wall of a variety of
4、factors (not taken into account seismic force Effects), the design steady weight shoulder wall standard drawings. In this paper the design of selected wall height general plans were 4m (do not be a second angle of rupture), 4m (a second angle of rupture)、7m、9m design example，a steady weight is given
5、 the basic design of the wall shoulder process and inspection process。【Keywords】: Shoulder wall Balance Weight shoulder wall Standard Drawings前言挡土墙是公路工程中广泛采用的一种用来支撑山坡土体或人工填土以防止土体变形失稳的构造物。在公路工程中，挡土墙广泛用于支撑路堤或路堑边坡、隧道洞口、桥梁两端及河流岸壁等，也常用于整治坍方、滑坡等路基病害。随着我国高等级公路建设的飞速发展，特别是高等级公路建设向中西部地区的推进，路基挡土墙愈来愈显得重要，应用愈来愈多
6、，而且其结构形式也日新月异。衡重式挡土墙是重力式挡土墙中的一种，上下墙间有衡重台，利用衡重台上填土重力和全墙重心的后移，共同作用维持其稳定，其断面尺寸较重力式小，且墙面陡直、下墙墙背仰斜可降低墙高和减少基础开挖量；由于其基底面积较小，对地基承载力的要求较高。衡重式挡土墙多用于产石料、地基良好地段，适合于山区、地面横坡陡峻的路肩墙，也可作路堤墙或路堑墙；由于衡重台以上有较大的容纳空间，上墙墙背加缓冲墙后，可作为拦截崩坠石之用。墙高6m以下可采用干砌，其他情况宜采用浆砌。本次毕业设计主要是衡重式路肩墙的标准图设计。综合考虑了影响系数：填料内摩擦角（）、填料重度（）、基底与地基土的摩擦系数（）、地基
7、土承载力（a）的影响，还考虑了填料内摩擦角和填料重度间的关系。1 4m墙高不出现第二破裂面衡重式路肩挡土墙计算1.1 基本资料 1.1.1墙身及基础挡土墙类型: 衡重式路肩墙墙高H(m): 墙面坡度: 墙背坡度: 上墙 下墙 砌筑材料: M7.5浆砌 MU50片石 砌筑材料的重度(KN/m3): 基底坡度tan(0): 1.1.2填料及地基填料重度(KN/m3): 填料内摩擦角 (0): 填料与墙背摩擦角(0): 地基土类别: 粘性土地基土重度(KN/m3): 地基土粘聚力C(Kpa): 地基土承载力特征值(KN): 基底与地基土摩擦系数: 地基土综合内摩擦角(0): 1.1.3公路等级及荷载
8、等级公路等级: 一级汽车荷载标准: 公路-级 1.1.4片石砂浆砌体强度设计值抗压强度(Mpa): 轴心抗拉(Mpa): 弯曲抗拉(Mpa): 直接抗剪(Mpa): 图1.1-1 衡重式挡土墙大样图（单位：m）1.2 土压力计算 1.2.1验算是否出现第二破裂面当假想墙背AB的倾角()第二破裂面BC的倾角()时，不会出现第二破裂面。因为 即: ，所以不会出现第二破裂面。1.2.2车辆荷载计算: 注:公路挡土墙设计与施工技术细则(以下简称细则)规定当墙高时，车辆荷载;当墙高时，车辆荷载。 1.2.3上墙土压力计算:图1.2-1 上墙土压力计算图式（单位：m）1上墙假想墙背上的土压力： 因为 单位
9、墙长(1m)上土压力的水平分量: 单位墙长(1m)上土压力的竖直分量: 到衡重台截面前缘01的力臂长度: 到衡重台截面前缘01的力臂长度: 注: i第二破裂面与竖直方向的夹角(); i上墙第一破裂面与竖直方向的夹角(); B1衡重台截面01B的宽度(m)。2上墙实际墙背上的土压力: 到衡重台截面前缘的力臂长度: 到衡重台截面前缘的力臂长度: 1.2.4下墙土压力计算: 注:当90时，上式取“”，当90时，取“”。 所以:图1.2-2 下墙土压力计算图示（单位：m） 单位墙长(1m)上土压力的水平分量: 单位墙长(1m)上土压力的竖直分量: 到墙趾0点的力臂长度: 到墙趾0点的力臂长度: 注:
10、2下墙与竖直方向的夹角()； 2下墙过墙踵O2点的破裂面与竖直方向的夹角(); K,K1土压力系数； E2下墙破裂面上作用的土压力(KN/m)。1.3 墙身截面计算 1.3.1上墙墙身重及力臂: 对墙趾0点的力臂: 1.3.2下墙墙身重及力臂: 对墙趾0点的力臂: 1.3.3墙趾重及力臂墙趾上部(梯形)重及力臂: 对墙趾0点的力臂: 墙趾下部(三角形)重及力臂: 对墙趾0点的力臂: 1.3.4假想墙面与墙背之间的土契重及力臂 对墙趾0点的力臂: 1.3.5土契及墙身相对于墙趾0点的弯矩: 1.4 稳定性验算 1.4.1滑动稳定性验算 1沿基底平面滑动的稳定性验算滑动稳定方程应符合: 按细则表4
11、.1.7规定，土压力作用的综合效应增长对挡土墙结构起不利作用时，则有: 图1.4-1 沿基底平面滑动的稳定性验算图示计算结果符合细则中关于沿倾斜基底平面滑动的滑动稳定方程的规定。 抗滑动稳定系数 计算结果符合细则中关于沿倾斜基底平面滑动的抗滑动稳定系数的规定。 2沿过墙踵O2点水平面滑动的稳定性验算图1.4-2 沿过墙踵O2点水平面滑动的稳定性验算图示计入倾斜基底与水平滑动面之间的土契重力: 滑动稳定方程应符合: 按细则表4.1.7规定，土压力作用的综合效应增长对挡土墙结构起不利作用时，则有: 计算结果符合细则中关于沿过墙踵O2点水平面滑动的滑动稳定方程的规定。 抗滑动稳定系数 计算结果符合细
12、则中关于沿过墙踵O2点水平面滑动的抗滑动稳定系数的规定。 1.4.2倾覆稳定性验算不计墙前填土的被动土压力，即。 1倾覆稳定方程应符合: 即： 计算结果符合细则中关于倾覆稳定方程的规定。 2抗倾覆稳定系数 计算结果符合细则中关于抗倾覆稳定系数的规定。1.5 地基承载力计算倾斜基底宽度: 作用于基底形心处的弯矩: 作用于倾斜基底的垂直力: 1.5.1倾斜基底合力的偏心距: 计算结果符合细则中关于偏心距验算的表5.2.4及公式(5.2.2-4)的规定。 1.5.2地基承载力验算: 由细则公式（5.2.2）可算得: 基底最大压应力与地基承载力特征值比较: 计算结果符合细则中关于地基承载力的规定。1.
13、6 墙身截面强度和稳定性验算 1.6.1取基顶截面为验算截面图1.6-1 基顶截面强度和稳定性验算图示（单位：m） 1由下墙土压力的计算结果: 基顶截面宽度: 基顶截面处的计算墙高为:按 基顶处的土压力为: 单位墙长（1m）上土压力的水平分量: 单位墙长（1m）上土压力的竖直分量: 到基顶截面前缘点的力臂长度: 到基顶截面前缘点的力臂长度: 2基顶截面偏心距验算取单位墙长(1m)，基顶截面以上墙身自重： 墙身重心至验算截面前缘O3点的力臂距离: 假想墙面与墙背之间的土契重: 土契重心至验算截面前缘O3点的力臂距离: 则有: 按细则公式(6.3.5)计算，查表6.3.5-1取综合效应系数，并按表
14、4.1.7的规定，取荷载分项系数，截面形心处上的竖向力组合设计值为: 基顶截面形心处，墙身自重及土契的力矩: 基顶截面形心处，土压力作用的力矩: 按细则表4.1.7的规定，分别取作用分项系数: ；根据细则表6.3.5-1的规定，取综合效应组合系数；截面形心上的总力矩组合设计值: 查细则表6.3.6得合力偏心距容许限值为: 截面上的轴向力合力偏心距 计算结果符合细则中关于偏心距的要求，应按细则公式(6.3.8-1)验算受压构件墙身承载力。3截面承载力验算查细则表，本挡土墙的结构重要性系数为: ； 长细比修正系数:；构件的长细比: ,由基本资料知: 墙身受压构件抗力效应设计值: 因为 , 计算结果
15、符合细则中的规定，所以截面尺寸满足承载力要求。 4正截面直接受剪验算按细则6.3.12条的规定，要求: 计算截面上的剪力组合设计值: 由基础资料得: 又: 可计算得到轴压比为:查细则表6.3.12得:计算结果符合细则中关于正截面直接受剪验算要求。1.6.2取衡重台截面为验算截面图1.6-2 衡重台截面强度和稳定性验算图示（单位：m）1由上墙实际墙背上的土压力的计算结果得: 2衡重台截面偏心距验算截面宽度: 取单位墙长(1m)，衡重台截面以上墙身自重: 墙身重心至验算截面前缘O1点的力臂距离: 则有:按细则公式(6.3.5)计算，查表6.3.5-1取综合效应系数，并按表4.1.7的规定，取荷载分
16、项系数，截面形心处上的竖向力组合设计值为: 衡重台截面形心处，墙身自重的力矩: 衡重台截面形心处，土压力作用的力矩: 按细则表4.1.7的规定，分别取作用分项系数: ；根据细则表6.3.5-1的规定，取综合效应组合系数；截面形心上的总力矩组合设计值: 查细则表6.3.6得合力偏心距容许限值为: 截面上的轴向力合力偏心距 计算结果符合细则中关于偏心距的要求，应按细则公式(6.3.8-1)验算受压构件墙身承载力。3截面承载力验算查细则表，本挡土墙的结构重要性系数为: ； 长细比修正系数: ； 构件的长细比: ,由基本资料知: 墙身受压构件抗力效应设计值: 因为，计算结果符合细则中的规定，所以截面尺
17、寸满足承载力要求。4正截面直接受剪验算按细则6.3.12条的规定，要求: 计算截面上的剪力组合设计值: 由基础资料得: 又: 可计算得到轴压比为: 查细则表6.3.12得: 计算结果符合细则中关于正截面直接受剪验算要求。1.6.3斜截面剪应力验算图1.6-3 斜截面剪应力验算图示（单位：m）其中: 圬工与圬工间的摩擦系数，一般采用0.4(主要组合)0.5(附加组合)，这里取； j墙面与竖直方向的夹角；且: 所以: 斜剪应力: 计算结果符合细则中关于斜截面抗剪要求的规定。2 4m墙高出现第二破裂面衡重式路肩挡土墙计算2.1 基本资料 2.1.1墙身及基础挡土墙类型: 衡重式路肩墙墙高H(m):
18、墙面坡度: 墙背坡度: 上墙 下墙 砌筑材料: M5浆砌 MU50片石 砌筑材料的重度(KN/m3): 基底坡度tan(0): 2.1.2填料及地基填料重度(KN/m3): 填料内摩擦角 (0): 填料与墙背摩擦角(0): 地基土类别: 粘性土地基土重度(KN/m3): 地基土粘聚力C(Kpa): 地基土承载力特征值(KN): 基底与地基土摩擦系数: 地基土综合内摩擦角(0): 2.1.3公路等级及荷载等级公路等级: 一级汽车荷载标准: 公路-级 2.1.4片石砂浆砌体强度设计值抗压强度(Mpa): 轴心抗拉(Mpa): 弯曲抗拉(Mpa): 直接抗剪(Mpa): 图2.1-1 衡重式挡土墙大
19、样图（单位：m）2.2 土压力计算 2.2.1验算是否出现第二破裂面当假想墙背AB的倾角()第二破裂面BC的倾角()时，不会出现第二破裂面。因为 即: ，所以要出现第二破裂面。2.2.2车辆荷载计算: 注:公路挡土墙设计与施工技术细则(以下简称细则)规定当墙高时，车辆荷载;当墙高时，车辆荷载。2.2.3上墙土压力计算:图2.2-1 上墙土压力计算图式（单位：m）1上墙第二破裂面上的土压力： 单位墙长(1m)上土压力的水平分量: 单位墙长(1m)上土压力的竖直分量: 到衡重台截面前缘01的力臂长度: 到衡重台截面前缘01的力臂长度: 注: i第二破裂面与竖直方向的夹角(); i上墙第一破裂面与竖
20、直方向的夹角(); B1衡重台截面01B的宽度(m)。2上墙实际墙背上的土压力: 到衡重台截面前缘的力臂长度: 到衡重台截面前缘的力臂长度: 2.2.4下墙土压力计算:图2.2-2 下墙土压力计算图示（单位：m） 注:当90时，上式取“”，当90时，取“”。所以: 单位墙长(1m)上土压力的水平分量: 单位墙长(1m)上土压力的竖直分量: 到墙趾0点的力臂长度: 到墙趾0点的力臂长度: 注: 2下墙与竖直方向的夹角()； 2下墙过墙踵O2点的破裂面与竖直方向的夹角(); K,K1土压力系数； E2下墙破裂面上作用的土压力(KN/m)。2.3 墙身截面计算 2.3.1上墙墙身重及力臂: 对墙趾0
21、点的力臂: 2.3.2下墙墙身重及力臂: 对墙趾0点的力臂: 2.3.3墙趾重及力臂墙趾上部(梯形)重及力臂: 对墙趾0点的力臂: 墙趾下部(三角形)重及力臂: 对墙趾0点的力臂: 2.3.4第二破裂面与墙背之间的土契重及力臂第二破裂面到墙顶间的宽度: 对墙趾0点的力臂: 2.3.5土契上的荷载重及力臂: 对墙趾0点的力臂: 2.3.6土契、墙身及上部荷载相对于墙趾0点的弯矩: 2.4 稳定性验算 2.4.1滑动稳定性验算 1沿基底平面滑动的稳定性验算滑动稳定方程应符合: 按细则表4.1.7规定，土压力作用的综合效应增长对挡土墙结构起不利作用时，则有:图2.4-1 沿基底平面滑动的稳定性验算图
22、示计算结果符合细则中关于沿倾斜基底平面滑动的滑动稳定方程的规定。 抗滑动稳定系数 计算结果符合细则中关于沿倾斜基底平面滑动的抗滑动稳定系数的规定。2沿过墙踵O2点水平面滑动的稳定性验算计入倾斜基底与水平滑动面之间的土契重力: 滑动稳定方程应符合: 按细则表4.1.7规定，土压力作用的综合效应增长对挡土墙结构起不利作用时，则有: 计算结果符合细则中关于沿过墙踵O2点水平面滑动的滑动稳定方程的规定。图2.4-2 沿过墙踵O2点水平面滑动的稳定性验算图示 抗滑动稳定系数 计算结果符合细则中关于沿过墙踵O2点水平面滑动的抗滑动稳定系数的规定。2.4.2倾覆稳定性验算 不计墙前填土的被动土压力，即。 1
23、倾覆稳定方程应符合: 即: 计算结果符合细则中关于倾覆稳定方程的规定。 2抗倾覆稳定系数 计算结果符合细则中关于抗倾覆稳定系数的规定。2.5 地基承载力计算倾斜基底宽度: 作用于基底形心处的弯矩: 作用于倾斜基底的垂直力: 2.5.1倾斜基底合力的偏心距: 计算结果符合细则中关于偏心距验算的表5.2.4及公式(5.2.2-4)的规定。 2.5.2地基承载力验算: 由细则公式（5.2.2）可算得: 基底最大压应力与地基承载力特征值比较: 计算结果符合细则中关于地基承载力的规定。2.6 墙身截面强度和稳定性验算 2.6.1取基顶截面为验算截面图2.6-1 基顶截面强度和稳定性验算图示（单位：m）1
24、由下墙土压力的计算结果:基顶截面宽度: 基顶截面处的计算墙高为:按 基顶处的土压力为: 单位墙长（1m）上土压力的水平分量: 单位墙长（1m）上土压力的竖直分量: 到基顶截面前缘点的力臂长度: 到基顶截面前缘点的力臂长度: 2基顶截面偏心距验算取单位墙长(1m)，基顶截面以上墙身自重： 墙身重心至验算截面前缘O3点的力臂距离: 第二破裂面与墙背之间的土契重: 土契重心至验算截面前缘O3点的力臂距离: 土契上的荷载重： 荷载重心至验算截面前缘O3点的力臂距离: 则有: 按细则公式(6.3.5)计算，查表6.3.5-1取综合效应系数，并按表4.1.7的规定，取荷载分项系数，截面形心处上的竖向力组合
25、设计值为: 基顶截面形心处，墙身自重、土契及荷载作用的力矩: 基顶截面形心处，土压力作用的力矩: 按细则表4.1.7的规定，分别取作用分项系数: ；根据细则表6.3.5-1的规定，取综合效应组合系数；截面形心上的总力矩组合设计值: 查细则表6.3.6得合力偏心距容许限值为: 截面上的轴向力合力偏心距 计算结果符合细则中关于偏心距的要求，应按细则公式(6.3.8-1)验算受压构件墙身承载力。3截面承载力验算查细则表，本挡土墙的结构重要性系数为: ； 长细比修正系数:； 构件的长细比: ,由基本资料知: 墙身受压构件抗力效应设计值: 因为 , 计算结果符合细则中的规定，所以截面尺寸满足承载力要求。
26、4正截面直接受剪验算按细则6.3.12条的规定，要求: 计算截面上的剪力组合设计值: 由基础资料得: 又: 可计算得到轴压比为:查细则表6.3.12得: 计算结果符合细则中关于正截面直接受剪验算要求。2.6.2取衡重台截面为验算截面1由上墙实际墙背上的土压力的计算结果得: 2衡重台截面偏心距验算截面宽度: 取单位墙长(1m)，衡重台截面以上墙身自重: 墙身重心至验算截面前缘O1点的力臂距离: 图2.6-2 衡重台截面强度和稳定性验算图示（单位：m）则有:按细则公式(6.3.5)计算，查表6.3.5-1取综合效应系数，并按表4.1.7的规定，取荷载分项系数，截面形心处上的竖向力组合设计值为: 衡重台截面形心处，墙身自重的力矩: 衡重台截面形心处，土压力作用的力矩: 按细则表4.1.7的规定，分别取作用分项系数: ；根据细则表6.3.5-1的规定，取综合效应组合系数；截面形心上的总力矩组合设计值: 查细则表6.3.6得合力偏心距容许限值为: 截面上的轴向力合力偏心距 计算结果符合细则中关于偏心距的要求，应按细则公式(6.3.8-1)验算受压构件墙身承载力。3截面承载力验算查细则表，本挡土墙的结构重要性系数为: ； 长细比修正系数: ；构件的长细比: ,由基本资料知: 墙身受压构件抗力效应设计值: 因为，