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        懸臂式擋土墻穩(wěn)定性計算

        2013-09-28 02:23:54馬金菊
        城市道橋與防洪 2013年1期
        關鍵詞:公路橋擋土墻擋墻

        馬金菊

        (上海千年城市規(guī)劃工程設計股份有限公司,上海市 221008)

        1 設計參數(shù)

        (1)墻身實際尺寸(見圖1)

        圖1 擋土墻立面圖(單位:mm)

        擋墻墻高H=6.4 m,底寬B=7.4 m,擋土墻背與豎直面的夾角α=7°。

        (2)物理參數(shù)

        填土容重γ1=18 kN/m,混凝土容重γ2=25 kN/m,土的內(nèi)摩擦角φ=20°,墻背與填土間的摩擦角δ=10°,基底摩擦系數(shù)f=0.4,修正后地基土容許承載力σ=152 kPa。

        (3)設計荷載

        汽車:公路—Ⅱ級,人群:5.0 kN/m2。

        (4)穩(wěn)定系數(shù)

        抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)k0≥1.5,抗滑動穩(wěn)定系數(shù)kc≥1.3。

        2 土壓力計算

        利用《公路橋涵設計通用規(guī)范》(JTGD60-2004)公式4.2.3-6計算擋土墻后的主動土壓力。

        (1)破壞棱體破裂面與豎直線間夾角θ的正切值

        (2)擋土墻后填土的破壞棱體長度l0l0=tanθ×H=0.732×6.4=4.685(m)

        (3)汽車荷載等代土層厚度h

        (4)作用在擋土墻后的土壓力

        (5)主動土壓力著力點

        3 穩(wěn)定性驗算

        3.1 豎向力合力及所有外力對驗算截面的彎矩

        (1)土壓力對驗算截面的彎矩

        M1=-E·C=-220.38×2.314=-509.912(kN·m)

        (2)擋墻自重對驗算截面重心的彎矩

        擋墻面積如圖1所示,分成了8塊,面積分別為:

        D1=2×0.2=0.4(m2)

        D2=0.5×0.22×2=0.22(m2)

        D3=0.4×5.9=2.36(m2)

        D4=0.5×0.5×4.3=1.075(m2)

        D5=1.6×0.5=0.8(m2)

        D6=0.5×2×1.6=1.6(m2)

        (3)土的自重對驗算截面重心的彎矩

        擋墻背后土的面積如圖1所示,分成4塊,面積分別為:

        T1=0.5×0.5×4.3=1.075(m2)

        T2=2×4.3=8.6(m2)

        T3=2×5.9=11.8(m2)

        T4=0.5×1.6×2=1.6(m2)

        汽車等代土層厚度的面積:

        T5=h·l0=0.652×4.688=3.056(m2)

        (4)人群荷載對驗算截面重心的彎矩

        M4=-2×2.4×5=-24(kN·m)

        (5)欄桿對驗算截面重心的彎矩

        M5=-3.2×10=-32(kN·m)

        所有外力對驗算截面重心的彎矩

        M=M1+M2+M3+M4+M5=104.833 kN·m豎向力合力

        P=25·(D1+D2+D3+D4+D5+D6+D7+D8)+18·(T1+T2+T3+T4+T5+)+10+12=749.975(kN)

        3.2 驗算抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)

        滿足抗傾覆要求。

        3.3 驗算抗滑動穩(wěn)定系數(shù)

        滿足抗滑動要求。

        3.4 驗算基底應力

        滿足基底應力要求。

        4 結(jié)論

        通過對此擋土墻穩(wěn)定性及基底應力驗算,說明此擋土墻設計比較合理,滿足工程實際要求;同時此類型的擋土墻都可以運用此公式和思路來驗算。

        [1]JTG D63-2007,公路橋涵地基與基礎設計規(guī)范[S].

        [2]JTG D60-2004,公路橋涵設計通用規(guī)范[S].

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