高速公路選線設(shè)計(jì)-大連交通大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）

目錄TOC\o"1-3"\h\u第一章緒論 .67軸載換算〔半剛性層彎拉應(yīng)力分析時(shí)〕表5-5軸載換算表車(chē)型〔KN〕〔次/日〕〔次/日〕黃河JN150前軸49118.5134282.5后軸101.61113421532.7續(xù)表5-5東風(fēng)AS141DL前軸25118.54140.1后軸68.31141419.6太湖XQ641前軸33118.53010.8后軸671130112.2黃海DD690前軸56118.552694.1后軸104215261439.7長(zhǎng)征XD160前軸42.6118.580516.2后軸85.231805670.6紅巖CQ30290前軸62118.5656265.0后軸119316567914.112047.6累計(jì)當(dāng)量軸次作彎沉計(jì)算及瀝青層底彎拉應(yīng)力驗(yàn)算時(shí)：作半剛性基層層底彎拉應(yīng)力驗(yàn)算時(shí)：5.3.3初擬結(jié)構(gòu)組合和材料選取本設(shè)計(jì)線路為高速公路，適合用半剛性基層進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)行車(chē)道上的累計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸次為3500萬(wàn)次左右。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)推薦結(jié)構(gòu)，并考慮到公路沿途有大量碎石且有石灰供給，路面結(jié)構(gòu)面層采用瀝青混凝土，基層采用水泥穩(wěn)定碎石或二灰穩(wěn)定集料，底基層采用石灰穩(wěn)定土或級(jí)配碎石。各層材料的抗壓回彈模量和劈裂強(qiáng)度如下。20℃的抗壓回彈模量：細(xì)粒式密級(jí)配瀝青混凝土為1400MPa，中粒式密級(jí)配瀝青混凝土為1200MPa，粗粒式密級(jí)配瀝青混凝土為1000MPa，水泥穩(wěn)定碎石為1500MPa，石灰土550MPa，二灰穩(wěn)定集料750MPa，級(jí)配碎石200Mpa。15℃的值，分別為2000MPa、1800MPa、1200MPa、3550MPa、1480MPa、2400MPa、220MPa。各層材料的劈裂強(qiáng)度：細(xì)粒式密級(jí)配瀝青混凝土為1.4MPa，中粒式密級(jí)配瀝青混凝土為1.0MPa，粗粒式密級(jí)配瀝青混凝土為0.8MPa，水泥穩(wěn)定碎石為0.5MPa，石灰土0.225MPa，二灰穩(wěn)定集料0.22Mpa，級(jí)配碎石0.6MPa。該路段處于Ⅱ5a區(qū)，為粉質(zhì)土，稠度為1.0，土基回彈模量為40MPa。本公路為高速公路，公路等級(jí)系數(shù)取1.0，面層是瀝青混凝土，面層類(lèi)型系數(shù)取1.0，半剛性基層，底基層總厚度大于20cm，基層類(lèi)型系數(shù)取1.0。設(shè)計(jì)彎沉值為：細(xì)粒式密級(jí)配瀝青混凝土：MPa中粒式密級(jí)配瀝青混凝土：MPa粗粒式密級(jí)配瀝青混凝土：MPa水泥碎石：MPa石灰穩(wěn)定土：MPa二灰穩(wěn)定集料：MPa級(jí)配碎石：MPa電算確定待設(shè)計(jì)層厚度方案一彎沉計(jì)算材料參數(shù)如表5-6。表5-6材料參數(shù)匯總材料名稱(chēng)h〔cm〕20℃模量〔MPa〕容許拉應(yīng)力〔MPa〕細(xì)粒式瀝青混凝土414000.3397續(xù)表5-6中粒式瀝青混凝土612000.2912粗粒式瀝青混凝土810000.2426水泥穩(wěn)定碎石2015000.6333石灰土？5500.1806土基—40—通過(guò)瀝青路面設(shè)計(jì)程序到石灰土厚度為34.68cm，瀝青面層的層底均受壓應(yīng)力，水泥碎石層底的最大拉應(yīng)力為0.2111MPa，石灰土層底最大拉應(yīng)力為0.0739MPa。上述設(shè)計(jì)結(jié)果滿足指標(biāo)要求，底基層厚度35cm。方案二彎沉計(jì)算材料參數(shù)如表5-7。表5-7材料參數(shù)匯總材料名稱(chēng)h〔cm〕20℃模量〔MPa〕容許拉應(yīng)力〔MPa〕細(xì)粒式瀝青混凝土614000.3397中粒式瀝青混凝土1012000.2912二灰穩(wěn)定集料207500.2463石灰土205500.1806級(jí)配碎石？2000.084土基—40—通過(guò)瀝青路面設(shè)計(jì)程序得到級(jí)配碎石厚度為17.86cm，瀝青面層的層底均受壓應(yīng)力，二灰穩(wěn)定集料層底的最大拉應(yīng)力為0.2111MPa，石灰土層底最大拉應(yīng)力為0.0739MPa，級(jí)配碎石層底最大拉應(yīng)力為0.056MPa。上述設(shè)計(jì)結(jié)果滿足指標(biāo)要求，底基層厚度18cm。5.3.5經(jīng)濟(jì)技術(shù)比選方案一和方案二具體內(nèi)容如圖5-1。圖5-1路面方案比選交通條件：軸載超過(guò)100kN的交通量到達(dá)33.6％；設(shè)計(jì)年限內(nèi)累積標(biāo)準(zhǔn)軸載Ne2為1200<1359萬(wàn)次/日/車(chē)道<3000，因此屬于重交通道路。自然條件：該地區(qū)隸屬公路自然區(qū)劃Ⅱ5a區(qū)；地基土主要為粘性土和砂礫土粗粒巖，分布廣泛；年降雨量適中；夏季最高氣溫可達(dá)36℃，冬季最低氣溫可達(dá)-6℃。工程地質(zhì)條件：地下水位埋藏較深，為地面下5m左右；路基土處于低濕狀態(tài)，地基承載力較強(qiáng)。從工程技術(shù)方面來(lái)看，兩個(gè)方案都具有可行性，兩者差異不大。經(jīng)濟(jì)比擬如下：表5-8方案一工程造價(jià)材料名稱(chēng)厚度/cm價(jià)格〔元/m3〕工程造價(jià)〔元/m2〕細(xì)粒式瀝青混凝土4951.7538.07中粒式瀝青混凝土6936.3056.18粗粒式瀝青混凝土8912.4572.99水泥碎石20161.732.34石灰土357024.50總造價(jià)224.10表5-9方案二工程造價(jià)材料名稱(chēng)厚度/cm價(jià)格〔元/m3〕工程造價(jià)〔元/m2〕細(xì)粒式瀝青混凝土6951.7557.12中粒式瀝青混凝土10936.3093.63續(xù)表5-9二灰穩(wěn)定集料20150.630.12石灰土207014級(jí)配碎石187814.04總造價(jià)208.91由上述表格可以看出，方案一與方案二厚度相差無(wú)幾，但是方案二每平方米造價(jià)要比方案一節(jié)省15元，兩者施工難度相差不大，所以綜合考慮確定方案二為路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)最優(yōu)方案。瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖詳見(jiàn)附錄圖紙5。擋土墻設(shè)計(jì)擋土墻是用來(lái)支承路基填土或山坡土體，防止填土或土體變形失穩(wěn)的一種構(gòu)造物。在路基工程中，擋土墻可以穩(wěn)定路基和路塹邊坡，減少土石方工程量和占地面積，防止流水沖刷路基，并且可以用來(lái)整治塌方、滑坡等路基病害。我國(guó)目前擋土墻采用的結(jié)構(gòu)形式主要是重力式擋土墻和輕型支擋結(jié)構(gòu)。重力式擋土墻是以擋土墻自身重力來(lái)維持擋土墻在土壓力作用下的穩(wěn)定。它是我國(guó)目前常用的一種擋土墻。重力式擋土墻可用石砌或混凝土建成，一般都做成簡(jiǎn)單的梯形。重力式擋土墻，指的是依靠墻身自重抵抗土體側(cè)壓力的擋土墻。重力式擋土墻可用塊石、片石、混凝土預(yù)制塊作為砌體，或采用片石混凝土、混凝土進(jìn)行整體澆筑。半重力式擋土墻可采用混凝土或少筋混凝土澆筑。重力式擋土墻可用石砌或混凝土建成，一般都做成簡(jiǎn)單的梯形。它的優(yōu)點(diǎn)是就地取材，施工方便，經(jīng)濟(jì)效果好。所以，重力式擋土墻在我國(guó)鐵路、公路、水利、港灣、礦山等工程中得到廣泛的應(yīng)用。由于重力式擋土墻靠自重維持平衡穩(wěn)定，因此，體積、重量都大，在軟弱地基上修建往往受到承載力的限制。如果墻太高，它消耗材料多，也不經(jīng)濟(jì)。當(dāng)?shù)鼗^好，擋土墻高度不大，本地又有可用石料時(shí)，應(yīng)當(dāng)首先選用重力式擋土墻。重力式擋土墻一般不配鋼筋或只在局部范圍內(nèi)配以少量的鋼筋，墻高在6m以下，地層穩(wěn)定、開(kāi)挖土石方時(shí)不會(huì)危及相鄰建筑物平安的地段，其經(jīng)濟(jì)效益明顯。輕型支擋結(jié)構(gòu)是指改變結(jié)構(gòu)物形狀或添加其他土工結(jié)構(gòu)物不完全依靠自重承當(dāng)土壓力的結(jié)構(gòu)形式。主要有懸臂式擋土墻、扶壁式擋土墻、加筋擋土墻、錨桿擋土墻、錨定板擋土墻等。6.1擋土墻布置按照擋土墻的位置不同，擋土墻可以分為路肩擋墻、路堤擋墻、路塹擋墻和山坡?lián)鯄Φ阮?lèi)型。擋土墻的布置通常在路基斷面圖上進(jìn)行。布置前，應(yīng)仔細(xì)核對(duì)路基橫斷圖，不滿足要求時(shí)應(yīng)及時(shí)補(bǔ)測(cè)，并測(cè)繪墻址處的縱斷面圖，收集墻址的地址和水文資料。6.1.1擋土墻位置的選定路基在遇到以下情況時(shí)可以考慮修建擋土墻：陡坡路段或巖石風(fēng)化的路塹邊坡路段；需要降低路基邊坡高度以減少大量填方、挖方的路段；增加不良地質(zhì)路段邊坡穩(wěn)定，以防止產(chǎn)生滑坡、坍塌等病害；防止沿河路段水流沖刷；橋梁或隧道與路基的連接地段；為節(jié)約用地、減少拆遷或少占用農(nóng)田的地段；保護(hù)重要建筑、生態(tài)環(huán)境或其他需要特殊保護(hù)的地段。路塹擋土墻大多設(shè)在邊溝旁，山坡?lián)跬翂?yīng)設(shè)在根底比擬可靠處，墻的高度應(yīng)保證墻后墻頂以上邊坡的穩(wěn)定。當(dāng)路肩墻與路堤墻的墻高或截面圬工數(shù)量相近，根底情況相似時(shí)，應(yīng)該優(yōu)先選用路肩墻，按路基寬度布置擋土墻位置，因?yàn)槁芳鐡跬翂梢猿浞质湛s坡腳，大量減少填方和占地。假設(shè)路堤墻的高度和圬工數(shù)量比路肩墻顯著降低，而且根底可靠時(shí)，宜選用路堤墻，并進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比擬確定墻的位置。沿河堤設(shè)置擋土墻時(shí)，應(yīng)結(jié)合河流情況來(lái)布置，要注意設(shè)墻后不能影響水流的正常流動(dòng)，不致擠壓河道而引起局部沖刷。6.1.2擋土墻的各向布置1.橫向布置橫向布置，選擇在墻高最大處、墻身斷面或根底形式有變異處以及其他必要的樁號(hào)處的橫斷面圖上進(jìn)行。根據(jù)墻型、墻高及地基與填料的物理力學(xué)指標(biāo)等設(shè)計(jì)資料，進(jìn)行擋土墻設(shè)計(jì)或套用標(biāo)準(zhǔn)圖，確定墻身斷面、根底形式和埋置深度，布置排水設(shè)施等，并繪制擋土墻橫斷面圖。2.縱向布置擋土墻縱向布置在墻址縱斷面圖上進(jìn)行，布置后繪成擋土墻正面圖。布置的內(nèi)容有:確定擋土墻的起訖點(diǎn)和墻長(zhǎng)，選擇擋土墻和路基與其他結(jié)構(gòu)物的銜接方式。路肩擋土墻端部可以嵌入石質(zhì)路塹中，或采用錐坡與路堤銜接，與橋臺(tái)連接時(shí)，為防止墻后的填土從橋臺(tái)尾端與擋土墻連接處的空隙中流出，需在臺(tái)尾與擋土墻之間設(shè)置隔墻及接頭墻。路塹擋土墻在隧道洞口應(yīng)結(jié)合隧道洞口，翼墻的設(shè)置做到平順銜接。與路塹邊坡銜接時(shí)，一般將墻高逐漸降至2m以下，使邊坡坡腳不致伸入邊溝內(nèi)，有時(shí)也可以橫向與端墻連接。按地基及地形情況進(jìn)行分段，確定伸縮縫與沉降縫的位置。布置各段擋土墻的根底。墻址地面有縱坡時(shí)，擋土墻的基底宜做成不大于5%的縱坡。但地基為巖石時(shí)，為減少開(kāi)挖，可沿縱向做成臺(tái)階，臺(tái)階尺寸視縱坡大小而定，但其高寬比不宜大于1:2。布置泄水孔的位置。包括數(shù)量、間隔和尺寸等。3.平面布置對(duì)于個(gè)別復(fù)雜的擋土墻，如高、長(zhǎng)的沿河曲線擋土墻，除了橫、縱向布置外，還應(yīng)做平面布置，并繪制平面圖。在平面圖上，應(yīng)標(biāo)識(shí)擋土墻與線路平面位置的關(guān)系，與擋土墻有關(guān)的地物、地貌等情況。沿河擋土墻還應(yīng)標(biāo)示河道及水流方向，以及其他防護(hù)和加固工程等。6.3重力式擋土墻設(shè)計(jì)6.3.1根本參數(shù)本設(shè)計(jì)任務(wù)段K0+700—K0+850中橫斷面坡度較陡，填挖高度在6m左右，為減少填挖方量，收縮邊坡，增強(qiáng)路基穩(wěn)定性，擬在本段設(shè)置重力式路堤擋土墻，其尺寸詳見(jiàn)附錄擋土墻設(shè)計(jì)圖。墻后填土為砂礫土，容重γ=19KN/m3，內(nèi)摩擦角φ=37°，填土與墻背間的摩擦角δ=22°。粘性土地基承載力fk=500kPa，地基與墻底的摩擦系數(shù)μ=0.4。擋土墻計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖6-1所示。圖6-1重力式擋土墻計(jì)算簡(jiǎn)圖墻身尺寸數(shù)據(jù)如下：墻身高:6.0m，墻頂寬:0.64m，面坡傾斜坡度:1:0.25，背坡傾斜坡度:1:0.20，不設(shè)擴(kuò)展墻址臺(tái)階，墻底傾斜坡率:0.20:1。物理參數(shù)如下：圬工砌體容重為23.00(kN/m3)，圬工之間摩擦系數(shù)0.40，地基土摩擦系數(shù)0.50，砌體種類(lèi)為片石砌體，砂漿標(biāo)號(hào)為5，石料強(qiáng)度是30MPa。擋土墻類(lèi)型為一般擋土墻，墻后填土內(nèi)摩擦角37°，墻后填土容重為19kN/m3，墻背與墻后填土摩擦角22°，地基土容重為18kN/m3，，修正后地基土容許承載力:500kP。地基土容許承載力提高系數(shù):墻趾值提高系數(shù)為1.2，墻踵值提高系數(shù)為1.3，平均值提高系數(shù)為1.0，墻底摩擦系數(shù)為0.4。地基是粘土地基，地基土內(nèi)摩擦角30°，采用庫(kù)倫土壓力計(jì)算方法計(jì)算。荷載組合1如下:〔1〕擋土墻結(jié)構(gòu)重力分項(xiàng)系數(shù)=1.0〔2〕墻頂上的有效永久荷載分項(xiàng)系數(shù)=1.0〔3〕墻頂與第二破裂面間有效荷載分項(xiàng)系數(shù)=1.0〔4〕填土側(cè)壓力分項(xiàng)系數(shù)=1.0〔5〕車(chē)輛荷載引起的土側(cè)壓力分項(xiàng)系數(shù)=1.06.3.2土壓力計(jì)算計(jì)算庫(kù)侖主動(dòng)土壓力〔kN〕，計(jì)算高度為8.883(m)，無(wú)荷載時(shí)的破裂角=27.09°按實(shí)際墻背計(jì)算得到:第1破裂角：27.09°Ea=324.311，Ex=271.031，Ey=178.101。作用點(diǎn)高度Zy=3.189(m)因?yàn)楦┬眽Ρ常枧袛嗟诙屏衙媸欠翊嬖?，?jì)算后發(fā)現(xiàn)第二破裂面不存在墻身截面積=21.393(m2)重量=492.031kN(1)滑動(dòng)穩(wěn)定性驗(yàn)算基底摩擦系數(shù)=0.4采用傾斜基底增強(qiáng)抗滑動(dòng)穩(wěn)定性,計(jì)算過(guò)程如下:基底傾斜角度=11.31°Wn=482.476(kN)En=227.796(kN)Wt=96.495(kN)Et=230.839(kN)滑移力=134.344(kN)抗滑力=284.109(kN)滑移驗(yàn)算滿足:Kc=2.115>1.300滑動(dòng)穩(wěn)定方程驗(yàn)算：滑動(dòng)穩(wěn)定方程滿足:方程值=182.253(kN) 地基土摩擦系數(shù)=0.5地基土層水平向:滑移力=271.031(kN)抗滑力=352.622(kN)地基土層水平向:滑移驗(yàn)算滿足:Kc2=1.301>1.300(2)傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算相對(duì)于墻趾點(diǎn)，墻身重力的力臂Zw=2.256(m)相對(duì)于墻趾點(diǎn)，Ey的力臂Zx=3.779(m)相對(duì)于墻趾點(diǎn)，Ex的力臂Zy=2.306(m)驗(yàn)算擋土墻繞墻趾的傾覆穩(wěn)定性?xún)A覆力矩=624.982(kN·m)抗傾覆力矩=1782.946(kN·m)傾覆驗(yàn)算滿足:K0=2.853>1.50傾覆穩(wěn)定方程驗(yàn)算：傾覆穩(wěn)定方程滿足:方程值=935.977(kN·m)(3)地基應(yīng)力及偏心距驗(yàn)算根底為天然地基，驗(yàn)算墻底偏心距及壓應(yīng)力取傾斜基底的傾斜寬度驗(yàn)算地基承載力和偏心距作用于根底底的總豎向力=710.272(kN)作用于墻趾下點(diǎn)的總彎矩=1157.964(kN·m)根底底面寬度B=4.504(m)偏心距e=0.622(m)根底底面合力作用點(diǎn)距離根底趾點(diǎn)的距離Zn=1.630(m)基底壓應(yīng)力:趾部=288.303踵部=27.084(kPa)最大應(yīng)力與最小應(yīng)力之比=288.303/27.084=10.645作用于基底的合力偏心距驗(yàn)算滿足:e=0.622<0.167*4.504=0.751(m)墻趾處地基承載力驗(yàn)算滿足:壓應(yīng)力=288.303≤600.000(kPa)墻踵處地基承載力驗(yàn)算滿足:壓應(yīng)力=27.084≤650.000(kPa)地基平均承載力驗(yàn)算滿足:壓應(yīng)力=157.693≤500.000(kPa)(4)根底強(qiáng)度驗(yàn)算根底為天然地基，不作強(qiáng)度驗(yàn)算(5)墻底截面強(qiáng)度驗(yàn)算驗(yàn)算截面以上，墻身截面積=19.520(m2)重量=448.960kN相對(duì)于驗(yàn)算截面外邊緣，墻身重力的力臂Zw=2.195(m)相對(duì)于驗(yàn)算截面外邊緣，Ey的力臂Zx=3.779(m)相對(duì)于驗(yàn)算截面外邊緣，Ex的力臂Zy=2.306(m)法向應(yīng)力檢算:作用于驗(yàn)算截面的總豎向力=627.061(kN)作用于墻趾下點(diǎn)的總彎矩=1033.679(kN·m)相對(duì)于驗(yàn)算截面外邊緣，合力作用力臂Zn=1.648(m)截面寬度B=4.240(m)偏心距e1=0.472(m)截面上偏心距驗(yàn)算滿足:e1=0.472≤0.250·4.240=1.060(m〕截面上壓應(yīng)力:面坡=246.578背坡=49.206(kPa)壓應(yīng)力驗(yàn)算滿足:計(jì)算值=246.578≤800.000(kPa)切向應(yīng)力檢算:剪應(yīng)力驗(yàn)算滿足:計(jì)算值=4.766≤80.000(kPa)6.4懸臂式擋土墻設(shè)計(jì)6.4.1根本參數(shù)本設(shè)計(jì)在任務(wù)段K0+900—K0+950處的橫斷面坡度較陡，填挖高度在11m左右，擬采用懸臂式擋土墻保護(hù)邊坡穩(wěn)定。擋土墻詳細(xì)尺寸見(jiàn)附錄擋土墻設(shè)計(jì)圖。墻后填土為砂礫土，容重γ=19KN/m3，內(nèi)摩擦角φ=37°，填土與墻背間的摩擦角δ=22°。粘性土地基承載力fk=500kPa，地基與墻底的摩擦系數(shù)μ=0.4。擋土墻計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖6-2所示。圖6-2懸臂式擋土墻計(jì)算簡(jiǎn)圖墻身尺寸數(shù)據(jù)如下：墻身高9.0m，墻頂寬:0.4m，面坡傾斜坡度:1:0.1，背坡傾斜坡度:1:0.2，墻趾懸挑長(zhǎng)DL為1.5m，墻趾跟部高DH為0.5m，墻趾端部高DH0為0.4m，墻踵懸挑長(zhǎng)DL1為2.5m，墻踵跟部高DH1為0.5m，墻踵端部高DH2為0.5m，不加腋，鋼筋合力點(diǎn)到外皮距離為50mm，墻趾埋深為1.5m。物理參數(shù)如下：混凝土墻體容重為25(kN/m3)，混凝土強(qiáng)度等級(jí)C30，縱筋級(jí)別采用HRB335，抗剪腹筋等級(jí)為HPB235，裂縫計(jì)算鋼筋直徑為20mm。擋土墻類(lèi)型為一般擋土墻，墻后填土內(nèi)摩擦角37°，墻后填土容重為19kN/m3，墻背與墻后填土摩擦角22°，地基土容重為18kN/m3，，修正后地基土容許承載力:500kP。地基土容許承載力提高系數(shù):墻趾值提高系數(shù)為1.2，墻踵值提高系數(shù)為1.3，平均值提高系數(shù)為1.0，墻底摩擦系數(shù)為0.4。地基是粘土地基，地基土內(nèi)摩擦角30°，采用庫(kù)倫土壓力計(jì)算方法計(jì)算。鋼筋混凝土配筋計(jì)算依據(jù)?混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?〔GB50010--2002〕進(jìn)行計(jì)算。荷載組合2如下：〔1〕擋土墻結(jié)構(gòu)重力，分項(xiàng)系數(shù)=1.0〔2〕填土重，分項(xiàng)系數(shù)=1.0〔3〕填土側(cè)壓力，分項(xiàng)系數(shù)=1.0〔4〕車(chē)輛荷載引起的土側(cè)壓力，分項(xiàng)系數(shù)=1.06.4.2土壓力計(jì)算計(jì)算庫(kù)侖主動(dòng)土壓力〔kN〕，計(jì)算高度為9.0m，無(wú)荷載時(shí)的破裂角=27.06°按假想墻背計(jì)算得到:第1破裂角：27.79°Ea=567.895，x=266.463，Ey=501.500。作用點(diǎn)高度Zy=3.292(m)因?yàn)楦┬眽Ρ?，需判斷第二破裂面是否存在，?jì)算后發(fā)現(xiàn)第二破裂面存在：第2破裂角=21.084°，第1破裂角=27.63°Ea=508.378，Ex=268.765，Ey=431.524。作用點(diǎn)高度Zy=3.402(m)墻身截面積=17.638(m2)重量=440.938kN整個(gè)墻踵上的土重=247.944(kN)重心坐標(biāo)(2.210,-4.930)(相對(duì)于墻面坡上角點(diǎn))墻趾板上的土重=28.350(kN)相對(duì)于趾點(diǎn)力臂=0.738(m))(1)滑動(dòng)穩(wěn)定性驗(yàn)算基底摩擦系數(shù)=0.4滑移力=268.765(kN)抗滑力=459.502(kN)滑移驗(yàn)算滿足:Kc=1.510>1.300滑動(dòng)穩(wěn)定方程驗(yàn)算：滑動(dòng)穩(wěn)定方程滿足:方程值=219.427(kN)(2)傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算相對(duì)于墻趾點(diǎn)，墻身重力的力臂Zw=2.956(m)相對(duì)于墻趾點(diǎn)，墻踵上土重的力臂Zw1=4.560(m)相對(duì)于墻趾點(diǎn)，墻趾上土重的力臂Zw2=0.738(m)相對(duì)于墻趾點(diǎn)，Ey的力臂Zx=5.639(m)相對(duì)于墻趾點(diǎn)，Ex的力臂Zy=3.402(m)驗(yàn)算擋土墻繞墻趾的傾覆穩(wěn)定性?xún)A覆力矩=914.213(kN·m)抗傾覆力矩=4888.052(kN·m)傾覆驗(yàn)算滿足:K0=5.347>1.500傾覆穩(wěn)定方程驗(yàn)算：傾覆穩(wěn)定方程滿足:方程值=3482.862(kN·m)(3)地基應(yīng)力及偏心距驗(yàn)算根底為天然地基，驗(yàn)算墻底偏心距及壓應(yīng)力作用于根底底的總豎向力=1148.756(kN)作用于墻趾下點(diǎn)的總彎矩=3973.839(kN·m)根底底面寬度B=6.950(m)偏心距e=0.016(m)根底底面合力作用點(diǎn)距離根底趾點(diǎn)的距離Zn=3.459(m)基底壓應(yīng)力:趾部=167.535踵部=163.042(kPa)最大應(yīng)力與最小應(yīng)力之比=167.535÷163.042=1.028作用于基底的合力偏心距驗(yàn)算滿足:e=0.016<0.167×6.950=1.158(m)墻趾處地基承載力驗(yàn)算滿足:壓應(yīng)力=167.535≤600.000(kPa)墻踵處地基承載力驗(yàn)算滿足:壓應(yīng)力=163.042≤650.000(kPa)地基平均承載力驗(yàn)算滿足:壓應(yīng)力=165.289≤500.000(kPa)(4)墻趾板強(qiáng)度計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)值:作用于根底底的總豎向力=1148.756(kN)作用于墻趾下點(diǎn)的總彎矩=3973.839(kN-m)根底底面寬度B=6.950(m)偏心距e=0.016(m)根底底面合力作用點(diǎn)距離趾點(diǎn)的距離Zn=3.459(m)根底底壓應(yīng)力:趾點(diǎn)=167.535踵點(diǎn)=163.042(kPa)設(shè)計(jì)值:作用于根底底的總豎向力=1148.756(kN)作用于墻趾下點(diǎn)的總彎矩=3973.839(kN·m)根底底面寬B=6.950(m)偏心距e=0.016(m)根底底面合力作用點(diǎn)距離趾點(diǎn)的距離Zn=3.459(m)根底底壓應(yīng)力:趾點(diǎn)=167.535踵點(diǎn)=163.042(kPa)[趾板根部]截面高度:H'=0.500(m)截面剪力:Q=205.350(kN)截面抗剪驗(yàn)算滿足，不需要配抗剪腹筋截面彎矩:M=154.326(kN·m)抗彎受拉筋:As=1175(mm2)截面彎矩:M(標(biāo)準(zhǔn)值)=154.326(kN·m)鋼筋應(yīng)力=335.38(N/mm2)≥fyk=335.00(N/mm2)最大裂縫寬度：δfmax=0.590(mm)。(5)墻踵板強(qiáng)度計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)值:作用于根底底的總豎向力=1148.756(kN)作用于墻趾下點(diǎn)的總彎矩=3973.839(kN·m)根底底面寬度B=6.950(m)偏心距e=0.016(m)根底底面合力作用點(diǎn)距離趾點(diǎn)的距離Zn=3.459(m)根底底壓應(yīng)力:趾點(diǎn)=167.535踵點(diǎn)=163.042(kPa)設(shè)計(jì)值:作用于根底底的總豎向力=1148.756(kN)作用于墻趾下點(diǎn)的總彎矩=3973.839(kN-m)根底底面寬度B=6.950(m)偏心距e=0.016(m)根底底面合力作用點(diǎn)距離趾點(diǎn)的距離Zn=3.459(m)根底底壓應(yīng)力:趾點(diǎn)=167.535踵點(diǎn)=163.042(kPa)[踵板根部]截面高度:H'=0.500(m)截面剪力:Q=301.093(kN)截面抗剪驗(yàn)算滿足，不需要配抗剪腹筋截面彎矩:M=242.957(kN·m)抗彎受拉筋:As=1882(mm2)截面彎矩:M(標(biāo)準(zhǔn)值)=242.957(kN·m)最大裂縫寬度：δfmax=0.575(mm)。(6)立墻截面強(qiáng)度驗(yàn)算距離墻頂2.125(m)處，截面寬度B'=1.038(m)截面剪力Q=21.546(kN)截面彎矩M=15.542(kN·m)截面彎矩M(標(biāo)準(zhǔn)值)=15.542(kN·m)截面抗剪驗(yàn)算滿足，不需要配抗剪腹筋抗彎拉筋構(gòu)造配筋:配筋率Us=0.01%<Us_min=0.21%抗彎受拉筋:As=2225(mm2)轉(zhuǎn)換為斜鋼筋:As/cosα=2270(mm2)最大裂縫寬度：δfmax=0.004(mm)。距離墻頂4.250(m)處，截面寬度B'=1.675(m)截面剪力Q=72.430(kN)截面彎矩M=111.346(kN·m)截面彎矩M(標(biāo)準(zhǔn)值)=111.346(kN·m)截面抗剪驗(yàn)算滿足，不需要配抗剪腹筋抗彎拉筋構(gòu)造配筋:配筋率Us=0.01%<Us_min=0.21%抗彎受拉筋:As=3593(mm2)轉(zhuǎn)換為斜鋼筋:As/cosα=3664(mm2)最大裂縫寬度：δfmax=0.011(mm)。距離墻頂6.375(m)處截面寬度B'=2.313(m)截面剪力Q=146.156(kN)截面彎矩M=339.548(kN·m)截面彎矩M(標(biāo)準(zhǔn)值)=339.548(kN·m)截面抗剪驗(yàn)算滿足，不需要配抗剪腹筋抗彎拉筋構(gòu)造配筋:配筋率Us=0.02%<Us_min=0.21%抗彎受拉筋:As=4960(mm2)轉(zhuǎn)換為斜鋼筋:As/cosα=5059(mm2)最大裂縫寬度：δfmax=0.017(mm)。距離墻頂8.500(m)處截面寬度B'=2.950(m)截面剪力Q=242.724(kN)截面彎矩M=748.687(kN·m)截面彎矩M(標(biāo)準(zhǔn)值)=748.687(kN·m)截面抗剪驗(yàn)算滿足，不需要配抗剪腹筋抗彎拉筋構(gòu)造配筋:配筋率Us=0.03%<Usmin=0.21%抗彎受拉筋:As=6328(mm2)轉(zhuǎn)換為斜鋼筋:As/cosα=6453(mm2)最大裂縫寬度：δfmax=0.023(mm)。擋土墻具體配筋施工詳見(jiàn)附錄7懸臂式擋土墻配筋圖。結(jié)論本文對(duì)大河灣至馬家標(biāo)段高速公路選線進(jìn)行了相關(guān)工程工程的設(shè)計(jì)，嚴(yán)格依據(jù)高速公路設(shè)計(jì)及施工建設(shè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，運(yùn)用一些技術(shù)手段，例如運(yùn)用緯地道路三維設(shè)計(jì)軟件完成對(duì)高速公路線路的平面設(shè)計(jì)、縱斷面設(shè)計(jì)和橫斷面設(shè)計(jì)；利用瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件程序完成對(duì)線路路面的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；利用理正巖土設(shè)計(jì)軟件實(shí)現(xiàn)了對(duì)線路路基邊坡穩(wěn)定性有著重要作用的擋土墻設(shè)計(jì)。本文對(duì)大河灣至馬家標(biāo)段范圍內(nèi)的地形、地貌、水文地質(zhì)條件及城市開(kāi)展規(guī)劃等進(jìn)行了詳細(xì)的研究，最終確定出一條經(jīng)濟(jì)合理、施工技術(shù)可行，并能滿足設(shè)計(jì)年限內(nèi)交通量需求的高速公路線路。通過(guò)本文對(duì)線路的各個(gè)方面的綜合設(shè)計(jì)，得到了一些相關(guān)成果，包括平面設(shè)計(jì)中的平面交點(diǎn)文件、平面曲線要素文件、逐樁坐標(biāo)表、線路平面總體布置圖；縱斷面設(shè)計(jì)中的豎曲線要素文件、縱斷面拉坡圖、橋涵隧道控制參數(shù)文件等；橫斷面設(shè)計(jì)中擋土墻設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)圖、路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)文件、土石方表等。這些不同的文件從各個(gè)方面對(duì)設(shè)計(jì)線路進(jìn)行著限制和優(yōu)化，使一條最符合設(shè)計(jì)目標(biāo)的線路呈現(xiàn)出來(lái)。通過(guò)本設(shè)計(jì)的研究，獲得了從大河灣至馬家整條高速公路的平縱橫設(shè)計(jì)及附屬結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)圖紙和設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，形成了一套完整的高速公路選線設(shè)計(jì)方法。為后續(xù)施工提供了可行的技術(shù)指導(dǎo)，并為其他公路的選線設(shè)計(jì)提供了一定的參考。該條線路的設(shè)計(jì)施工將極大地緩解大河灣至馬家這一區(qū)域范圍內(nèi)的交通壓力，極大地滿足當(dāng)?shù)厝粘５某鲂行枨?，并能很好的拉?dòng)經(jīng)濟(jì)開(kāi)展，使當(dāng)?shù)嘏c外界更加方便的進(jìn)行經(jīng)濟(jì)貿(mào)易往來(lái)。此條高速公路還能當(dāng)?shù)刈匀伙L(fēng)景優(yōu)美的優(yōu)勢(shì)，刺激當(dāng)?shù)芈糜螛I(yè)、餐飲業(yè)等效勞行業(yè)的開(kāi)展。致謝為期兩個(gè)多月的畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束了，在結(jié)束之際，我要感謝各位老師和同學(xué)們的熱心幫助，特別是我的指導(dǎo)老師劉軍老師對(duì)我不厭其煩的教導(dǎo)。在它們的幫助之下，我根本上順利的完成了這次畢業(yè)設(shè)計(jì)所要求的內(nèi)容。通過(guò)這次設(shè)計(jì)，我從整體上對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行了一次系統(tǒng)的梳理，對(duì)所學(xué)的知識(shí)有了更深的理解，還對(duì)未曾學(xué)過(guò)的領(lǐng)域進(jìn)行了涉獵，學(xué)到了不少新東西，這對(duì)即將開(kāi)始研究生生涯的我有很大的益處。在剛剛著手畢業(yè)設(shè)計(jì)的時(shí)候，對(duì)所設(shè)計(jì)的內(nèi)容比擬茫然，感到無(wú)從下手，一些相關(guān)的設(shè)計(jì)軟件聞所未聞，更不清楚去如何運(yùn)用它。但在老師的指導(dǎo)之下，自己又去查閱相關(guān)的資料，學(xué)習(xí)一些教學(xué)視頻，便漸漸明白了這次畢業(yè)設(shè)計(jì)所要做的工作，擬定出一個(gè)比擬清晰的思路和合理的進(jìn)度方案。按照方案把平面設(shè)計(jì)、線路方案比選、縱斷面設(shè)計(jì)，再到橫斷面設(shè)計(jì)，最后到路面設(shè)計(jì)、擋土墻設(shè)計(jì)一步一步的完成了對(duì)高速公路的初步設(shè)計(jì)。這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)是一個(gè)工作量比擬大的設(shè)計(jì)，需要綜合考慮各方面問(wèn)題。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中經(jīng)常會(huì)遇到各種問(wèn)題，并且在設(shè)計(jì)中常常會(huì)顧此失彼，很難做到面面俱到，選線設(shè)計(jì)甚至放大了說(shuō)土木工程的工程就是一個(gè)在不同方案間進(jìn)行比選，然后修改調(diào)整，最后得到一個(gè)最優(yōu)方案。通過(guò)這一次次的修改調(diào)整，所學(xué)到的知識(shí)得到了穩(wěn)固加強(qiáng)，對(duì)一些以前沒(méi)