扶壁式路肩挡土墙.docx

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扶壁式路肩挡土墙

扶壁式挡土墙验算[执行标准：

公路]

计算项目：

扶壁式挡土墙2

计算时间：

2012-05-2614:

01:

44星期六

------------------------------------------------------------------------

原始条件:

墙身尺寸:

墙身总高:

9.500（m）

墙宽:

0.400（m）

墙趾悬挑长DL:

1.500（m）

墙踵悬挑长DL1:

2.500（m）

底板高DH:

0.500（m）

墙趾端部高DH0:

0.400（m）

扶肋间距:

5.000（m）

扶肋厚:

0.400（m）

扶壁两端墙面板悬挑长度:

1.886（m）

钢筋合力点到外皮距离:

50（mm）

墙趾埋深:

1.500（m）

物理参数:

混凝土墙体容重:

25.000（kN/m3）

混凝土强度等级:

C30

纵筋级别:

HRB335

抗剪腹筋级别:

R235

裂缝计算钢筋直径:

20（mm）

挡土墙类型:

一般挡土墙

墙后填土内摩擦角:

30.000（度）

墙后填土粘聚力:

25.000（kPa）

墙后填土容重:

19.000（kN/m3）

墙背与墙后填土摩擦角:

17.500（度）

地基土容重:

18.000（kN/m3）

修正后地基承载力特征值:

500.000（kPa）

地基承载力特征值提高系数:

墙趾值提高系数:

1.200

墙踵值提高系数:

1.300

平均值提高系数:

1.000

墙底摩擦系数:

0.500

地基土类型:

土质地基

地基土内摩擦角:

30.000（度）

土压力计算方法:

库仑

坡线土柱:

坡面线段数:

2

折线序号水平投影长（m）竖向投影长（m）换算土柱数

13.0002.0000

25.0000.0000

地面横坡角度:

20.000（度）

填土对横坡面的摩擦角:

35.000（度）

墙顶标高:

0.000（m）

挡墙分段长度:

10.000（m）

钢筋混凝土配筋计算依据:

《公路钢筋混凝土与预应力混凝土桥涵设计规范》（JTGD62-2004）

=====================================================================

第1种情况:

组合1

=============================================

组合系数:

1.000

1.挡土墙结构重力分项系数=1.000√

2.填土重力分项系数=1.000√

3.填土侧压力分项系数=1.000√

4.车辆荷载引起的土侧压力分项系数=1.000√

=============================================

[土压力计算]计算高度为9.500（m）处的库仑主动土压力

无荷载时的破裂角=32.676（度）

按假想墙背计算得到:

第1破裂角：

27.664（度）

Ea=274.663（kN）Ex=195.084（kN）Ey=193.345（kN）作用点高度Zy=2.032（m）

因为俯斜墙背，需判断第二破裂面是否存在，计算后发现第二破裂面不存在

墙身截面积=5.725（m2）重量=143.125（kN）

整个墙踵上的土重（不包括超载）=202.500（kN）重心坐标（1.189,-6.000）（相对于墙面坡上角点）

墙趾板上的土重=28.350（kN）相对于趾点力臂=0.738（m）

（一）滑动稳定性验算

基底摩擦系数=0.500

滑移力=195.084（kN）抗滑力=283.660（kN）

滑移验算满足:

Kc=1.454>1.300

滑动稳定方程验算：

滑动稳定方程满足:

方程值=107.275（kN）>0.0

（二）倾覆稳定性验算

相对于墙趾点，墙身重力的力臂Zw=1.908（m）

相对于墙趾点，墙踵上土重的力臂Zw1=2.689（m）

相对于墙趾点，墙趾上土重的力臂Zw2=0.738（m）

相对于墙趾点，Ey的力臂Zx=3.865（m）

相对于墙趾点，Ex的力臂Zy=2.032（m）

验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性

倾覆力矩=396.401（kN-m）抗倾覆力矩=1585.938（kN-m）

倾覆验算满足:

K0=4.001>1.500

倾覆稳定方程验算：

倾覆稳定方程满足:

方程值=1021.816（kN-m）>0.0

（三）地基应力及偏心距验算

基础为天然地基，验算墙底偏心距及压应力

作用于基础底的总竖向力=567.320（kN）作用于墙趾下点的总弯矩=1189.537（kN-m）

基础底面宽度B=4.400（m）偏心距e=0.103（m）

基础底面合力作用点距离基础趾点的距离Zn=2.097（m）

基底压应力:

趾部=147.087踵部=110.785（kPa）

最大应力与最小应力之比=147.087/110.785=1.328

作用于基底的合力偏心距验算满足:

e=0.103<=0.167*4.400=0.733（m）

墙趾处地基承载力验算满足:

压应力=147.087<=600.000（kPa）

墙踵处地基承载力验算满足:

压应力=110.785<=650.000（kPa）

地基平均承载力验算满足:

压应力=128.936<=500.000（kPa）

（四）墙趾板强度计算

标准值:

作用于基础底的总竖向力=567.320（kN）作用于墙趾下点的总弯矩=1189.537（kN-m）

基础底面宽度B=4.400（m）偏心距e=0.103（m）

基础底面合力作用点距离趾点的距离Zn=2.097（m）

基础底压应力:

趾点=147.087踵点=110.785（kPa）

设计值:

作用于基础底的总竖向力=567.320（kN）作用于墙趾下点的总弯矩=1189.537（kN-m）

基础底面宽度B=4.400（m）偏心距e=0.103（m）

基础底面合力作用点距离趾点的距离Zn=2.097（m）

基础底压应力:

趾点=147.087踵点=110.785（kPa）

[趾板根部]

截面高度:

H'=0.500（m）

截面弯矩:

M=133.397（kN-m）

纵向受拉钢筋：

As=1085.260（mm2）>Asmin=1005.268（mm2）

截面剪力:

Q=174.431（kN）

剪力设计值=174.431（kN）<312.750（kN），可不进行斜截面抗剪承载力验算，箍筋取构造配筋：

Av=1.800（mm2/mm）。

截面弯矩:

M（标准值）=127.045（kN-m）

最大裂缝宽度：

鋐max=0.379（mm）。

（五）墙踵板强度计算

标准值:

作用于基础底的总竖向力=567.320（kN）作用于墙趾下点的总弯矩=1189.537（kN-m）

基础底面宽度B=4.400（m）偏心距e=0.103（m）

基础底面合力作用点距离趾点的距离Zn=2.097（m）

基础底压应力:

趾点=147.087踵点=110.785（kPa）

设计值:

作用于基础底的总竖向力=567.320（kN）作用于墙趾下点的总弯矩=1189.537（kN-m）

基础底面宽度B=4.400（m）偏心距e=0.103（m）

基础底面合力作用点距离趾点的距离Zn=2.097（m）

基础底压应力:

趾点=147.087踵点=110.785（kPa）

截面高度:

H'=0.500（m）

踵板边缘的法向应力=264.250（kPa）

踵板边缘的法向应力标准值=261.811（kPa）

支座弯矩:

M=489.258（kN-m/m）

纵向受拉钢筋：

As=4299.810（mm2）>Asmin=1005.268（mm2）

支座弯矩:

M（标准值）=461.659（kN-m/m）

最大裂缝宽度：

鋐max=0.315（mm）。

踵板与肋结合处剪力:

Q=638.163（kN/m）

抗剪箍筋面积：

Av=2.986（mm2/mm）>Avmin=1.800（mm2/mm）。

跨中弯矩:

M=293.555（kN-m/m）

纵向受拉钢筋：

As=2467.010（mm2）>Asmin=1005.268（mm2）

跨中弯矩:

M（标准值）=276.996（kN-m/m）

最大裂缝宽度：

鋐max=0.364（mm）。

（六）墙面板强度计算

截面高度:

H'=0.400（m）

替代土压力图形中，面板的设计法向应力=18.401（kPa）

替代土压力图形中，面板的设计法向应力（标准值）=18.401（kPa）

[水平向强度验算]

净跨长为4.600（m）

支座弯矩:

M=34.069（kN-m/m）

纵向受拉钢筋构造配筋：

As=781.875（mm2）

支座弯矩:

M（标准值）=32.447（kN-m/m）

最大裂缝宽度：

鋐max=0.173（mm）。

支座处剪力:

Q=44.438（kN/m）

剪力设计值=44.438（kN）<243.250（kN），可不进行斜截面抗剪承载力验算，箍筋取构造配筋：

Av=1.800（mm2/mm）。

跨中弯矩:

M=20.442（kN-m/m）

纵向受拉钢筋构造配筋：

As=781.875（mm2）

跨中弯矩:

M（标准值）=19.468（kN-m/m）

最大裂缝宽度：

鋐max=0.104（mm）。

[竖向强度验算]

最大正弯矩:

M=11.998（kN-m/m）

纵向受拉钢筋构造配筋：

As=781.875（mm2）

最大正弯矩:

M（标准值）=11.427（kN-m/m）

最大裂缝宽度：

鋐max=0.061（mm）。

最大负弯矩:

M=47.993（kN-m/m）

纵向受拉钢筋构造配筋：

As=781.875（mm2）

最大负弯矩:

M（标准值）=45.708（kN-m/m）

最大裂缝宽度：

鋐max=0.244（mm）。

（七）肋板截面强度验算

[距离墙顶2.250（m）处]

截面宽度B=0.400（m）

截面高度H=1.025（m）

翼缘宽度BT=1.550（m）

翼缘高度HT=0.400（m）

截面剪力Q=0.000（kN）

截面弯矩M=0.000（kN-m）

纵向受拉钢筋构造配筋：

As=871.232（mm2）

转换为斜钢筋:

As/cos?

=904（mm2）

剪力设计值=0.000（kN）<271.050（kN），可不进行斜截面抗剪承载力验算，箍筋取构造配筋：

Av=0.720（mm2/mm）。

截面弯矩M（标准值）=0.000（kN-m）

最大裂缝宽度：

鋐max=0.000（mm）。

[距离墙顶4.500（m）处]

截面宽度B=0.400（m）

截面高度H=1.650（m）

翼缘宽度BT=2.700（m）

翼缘高度HT=0.400（m）

截面剪力Q=16.179（kN）

截面弯矩M=3.356（kN-m）

纵向受拉钢筋构造配筋：

As=1429.714（mm2）

转换为斜钢筋:

As/cos?

=1484（mm2）

剪力设计值=16.179（kN）<444.800（kN），可不进行斜截面抗剪承载力验算，箍筋取构造配筋：

Av=0.720（mm2/mm）。

截面弯矩M（标准值）=3.196（kN-m）

最大裂缝宽度：

鋐max=0.002（mm）。

[距离墙顶6.750（m）处]

截面宽度B=0.400（m）

截面高度H=2.275（m）

翼缘宽度BT=3.850（m）

翼缘高度HT=0.400（m）

截面剪力Q=316.167（kN）

截面弯矩M=318.266（kN-m）

纵向受拉钢筋构造配筋：

As=1988.196（mm2）

转换为斜钢筋:

As/cos?

=2063（mm2）

剪力设计值=316.167（kN）<618.550（kN），可不进行斜截面抗剪承载力验算，箍筋取构造配筋：

Av=0.720（mm2/mm）。

截面弯矩M（标准值）=303.111（kN-m）

最大裂缝宽度：

鋐max=0.087（mm）。

[距离墙顶9.000（m）处]

截面宽度B=0.400（m）

截面高度H=2.900（m）

翼缘宽度BT=5.000（m）

翼缘高度HT=0.400（m）

截面剪力Q=869.443（kN）

截面弯矩M=1608.178（kN-m）

纵向受拉钢筋构造配筋：

As=2546.678（mm2）

转换为斜钢筋:

As/cos?

=2643（mm2）

计算箍筋面积：

Av=0.417（mm2/mm）

抗剪箍筋取构造配筋：

Av=0.720（mm2/mm）。

截面弯矩M（标准值）=1531.598（kN-m）

最大裂缝宽度：

鋐max=0.268（mm）。

=====================================================================

第2种情况:

组合2

=============================================

组合系数:

1.000

1.挡土墙结构重力分项系数=1.000√

2.填土重力分项系数=1.000√

3.填土侧压力分项系数=1.000√

4.车辆荷载引起的土侧压力分项系数=1.000√

=============================================

[土压力计算]计算高度为9.500（m）处的库仑主动土压力

无荷载时的破裂角=32.676（度）

按假想墙背计算得到:

第1破裂角：

27.664（度）

Ea=274.663（kN）Ex=195.084（kN）Ey=193.345（kN）作用点高度Zy=2.032（m）

因为俯斜墙背，需判断第二破裂面是否存在，计算后发现第二破裂面不存在

墙身截面积=5.725（m2）重量=143.125（kN）

整个墙踵上的土重（不包括超载）=202.500（kN）重心坐标（1.189,-6.000）（相对于墙面坡上角点）

墙趾板上的土重=28.350（kN）相对于趾点力臂=0.738（m）

（一）滑动稳定性验算

基底摩擦系数=0.500

滑移力=195.084（kN）抗滑力=283.660（kN）

滑移验算满足:

Kc=1.454>1.300

滑动稳定方程验算：

滑动稳定方程满足:

方程值=107.275（kN）>0.0

（二）倾覆稳定性验算

相对于墙趾点，墙身重力的力臂Zw=1.908（m）

相对于墙趾点，墙踵上土重的力臂Zw1=2.689（m）

相对于墙趾点，墙趾上土重的力臂Zw2=0.738（m）

相对于墙趾点，Ey的力臂Zx=3.865（m）

相对于墙趾点，Ex的力臂Zy=2.032（m）

验算挡土墙绕墙趾的倾覆稳定性

倾覆力矩=396.401（kN-m）抗倾覆力矩=1585.938（kN-m）

倾覆验算满足:

K0=4.001>1.500

倾覆稳定方程验算：

倾覆稳定方程满足:

方程值=1021.816（kN-m）>0.0

（三）地基应力及偏心距验算

基础为天然地基，验算墙底偏心距及压应力

作用于基础底的总竖向力=567.320（kN）作用于墙趾下点的总弯矩=1189.537（kN-m）

基础底面宽度B=4.400（m）偏心距e=0.103（m）

基础底面合力作用点距离基础趾点的距离Zn=2.097（m）

基底压应力:

趾部=147.087踵部=110.785（kPa）

最大应力与最小应力之比=147.087/110.785=1.328

作用于基底的合力偏心距验算满足:

e=0.103<=0.167*4.400=0.733（m）

墙趾处地基承载力验算满足:

压应力=147.087<=600.000（kPa）

墙踵处地基承载力验算满足:

压应力=110.785<=650.000（kPa）

地基平均承载力验算满足:

压应力=128.936<=500.000（kPa）

（四）墙趾板强度计算

标准值:

作用于基础底的总竖向力=567.320（kN）作用于墙趾下点的总弯矩=1189.537（kN-m）

基础底面宽度B=4.400（m）偏心距e=0.103（m）

基础底面合力作用点距离趾点的距离Zn=2.097（m）

基础底压应力:

趾点=147.087踵点=110.785（kPa）

设计值:

作用于基础底的总竖向力=567.320（kN）作用于墙趾下点的总弯矩=1189.537（kN-m）

基础底面宽度B=4.400（m）偏心距e=0.103（m）

基础底面合力作用点距离趾点的距离Zn=2.097（m）

基础底压应力:

趾点=147.087踵点=110.785（kPa）

[趾板根部]

截面高度:

H'=0.500（m）

截面弯矩:

M=133.397（kN-m）

纵向受拉钢筋：

As=1085.260（mm2）>Asmin=1005.268（mm2）

截面剪力:

Q=174.431（kN）

剪力设计值=174.431（kN）<312.750（kN），可不进行斜截面抗剪承载力验算，箍筋取构造配筋：

Av=1.800（mm2/mm）。

截面弯矩:

M（标准值）=127.045（kN-m）

最大裂缝宽度：

鋐max=0.379（mm）。

（五）墙踵板强度计算

标准值:

作用于基础底的总竖向力=567.320（kN）作用于墙趾下点的总弯矩=1189.537（kN-m）

基础底面宽度B=4.400（m）偏心距e=0.103（m）

基础底面合力作用点距离趾点的距离Zn=2.097（m）

基础底压应力:

趾点=147.087踵点=110.785（kPa）

设计值:

作用于基础底的总竖向力=567.320（kN）作用于墙趾下点的总弯矩=1189.537（kN-m）

基础底面宽度B=4.400（m）偏心距e=0.103（m）

基础底面合力作用点距离趾点的距离Zn=2.097（m）

基础底压应力:

趾点=147.087踵点=110.785（kPa）

截面高度:

H'=0.500（m）

踵板边缘的法向应力=264.250（kPa）

踵板边缘的法向应力标准值=261.811（kPa）

支座弯矩:

M=489.258（kN-m/m）

纵向受拉钢筋：

As=4299.810（mm2）>Asmin=1005.268（mm2）

支座弯矩:

M（标准值）=461.659（kN-m/m）

最大裂缝宽度：

鋐max=0.315（mm）。

踵板与肋结合处剪力:

Q=638.163（kN/m）

抗剪箍筋面积：

Av=2.986（mm2/mm）>Avmin=1.800（mm2/mm）。

跨中弯矩:

M=293.555（kN-m/m）

纵向受拉钢筋：

As=2467.010（mm2）>Asmin=1005.268（mm2）

跨中弯矩:

M（标准值）=276.996（kN-m/m）

最大裂缝宽度：

鋐max=0.364（mm）。

（六）墙面板强度计算

截面高度:

H'=0.400（m）

替代土压力图形中，面板的设计法向应力=18.401（kPa）

替代土压力图形中，面板的设计法向应力（标准值）=18.401（kPa）

[水平向强度验算]

净跨长为4.600（m）

支座弯矩:

M=34.069（kN-m/m）

纵向受拉钢筋构造配筋：

As=781.875（mm2）

支座弯矩:

M（标准值）=32.447（kN-m/m）

最大裂缝宽度：

鋐max=0.173（mm）。

支座处剪力:

Q=44.438（kN/m）

剪力设计值=44.438（kN）<243.250（kN），可不进行斜截面抗剪承载力验算，箍筋取构造配筋：

Av=1.800（mm2/mm）。

跨中弯矩:

M=20.442（kN-m/m）

纵向受拉钢筋构造配筋：

As=781.875（mm2）

跨中弯矩:

M（标准值）=19.468（kN-m/m）

最大裂缝宽度：

鋐max=0.104（mm）。

[竖向强度验算]

最大正弯矩:

M=11.998（kN-m/m）

纵向受拉钢筋构造配筋：

As=781.875（mm2）

最大正弯矩:

M（标准值）=11.427（kN-m/m）

最大裂缝宽度：

鋐max=0.061（mm）。

最大负弯矩:

M=47.993（kN-m/m）

纵向受拉钢筋构造配筋：

As=781.875（mm2）

最大负弯矩:

M（标准值）=45.708（kN-m/m）

最大裂缝宽度：

鋐max=0.244（mm）。

（七）肋板截面强度验算

[距离墙顶2.250（m）处]

截面宽度B=0.400（m）

截面高度H=1.025（m）

翼缘宽度BT=1.550（m）

翼缘高度HT=0.400（m）

截面剪力Q=0.000（kN）

截面弯矩M=0.000（kN-m）

纵向受拉钢筋构造配筋：

As=871.232（mm2）

转换为斜钢筋:

As/cos?

=904（mm2）

剪力设计值=0.000（kN）<271.050（kN），可不进