道路设计参考模板

毕业设计实战演练模板

题目： 某某道路设计

学生姓名 教学院系 专业年级 指导教师 单 位

学 号

职 称

完成日期

2006 年 5 月 29 日

本科毕业设计（论文）实战演练

摘要

本次毕业设计是设计一条道路，通过老师给的地形图进行纸上定线，设计出一条三级公路，本项目为位于南充市仪陇县新政镇”新政一路”，属于农村乡镇道路，根据规范确定公路等级，对该地段所选方案进行技术设计，包括：路线的平面设计、纵断面设计、横断面设计设计，路基路面设计和排水设计、边坡防护加固设计。

本路段全长为1850米，为双车道三级级公路，设计行车时速为30km/h.采用水泥混凝土路面，路面为3.5m+3.5m=7m宽，路拱坡度2%，设0.75m土路肩，路肩横坡度为3%，设有5个平曲线，2个竖曲线。在平面设计中，圆曲线和缓和曲线均满足规范要求；在纵断面设计中，采用平曲线包住竖曲线；在横断面设计中，加入了超高加宽设计，使汽车行驶更加稳定；同时为了满足横向排水要求，并根据当地水文调查，进行涵洞设计。该路设计了6个涵洞。路线最大挖方高度为12米，最大填方高度为13米，即进行了挡土墙设计，和边坡稳定性验算。 关键词：三级公路、平纵横设计、路基路面设计、涵洞设计

1 工程概况

本项目为位于南充市仪陇县新政镇”新政一路”，新政一路项目位于南充市仪陇县新政镇的一条三级公路，全长约2公里，设计行车速度30km/h，路基宽度8.5m（0.75+3.5+3.5+0.75），行车道2×3.5m，设计荷载等级：公路-Ⅱ级，路面横坡采用双向2%横坡（以道路中线），路肩采用土路肩（横坡为3%，宽度为0.75）。新政一路属于农村乡镇道路，促进了城乡统筹，增加农村公共基础设施服务；也是沿线农村最主要的生产生活出行通道；促进当地经济建设、文化交流，加强区域经济联系，增加农民收入，促进公路沿线各种资源开发和当地脱贫致富的需要；路对于当地老百姓来说是连接城市的桥梁，是对未来的希望。

1.1 地形地貌及水文气候特征

新政镇地处嘉陵江畔，四川盆地东北部，仪陇县西南处，成渝经济区北部，幅员面积124.76平方公里。东邻双胜镇，南接光华乡，西依度门镇，北靠柴井乡，距川东北中心城市南充60公里。南充市地处四川盆地东北部，全市可分为北部低山区和南部丘陵区两大地貌单元。东西两部分的地貌形态差异较大。东部以桌状或台状低山为主，顶部较为平缓，长度百米至数千米，宽数百米。地貌上以单面山为主，一般是北坡陡峻，南坡平缓。新政一路场地区域内岩层晚近期构造活动微弱，断裂构造不发育，区域稳定性好。场地基岩为侏罗系中统遂宁组泥岩。

自然气候: 属四川盆地亚热带湿润季风气候区，干湿明显，年平均降雨1173.8毫米，无霜期300天以上。气温：多年平均气温约为17.3℃，极端最低温度为-2.5。

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2 平面设计

2.1平曲线描述

新政一路道路全长1850m，设千米桩，桩间距为20m，共设有5个平曲线，平曲线尽量做到顺直、连续、舒适。曲线最小半径100m>65m（设计时速为30km/h的三级公路的一般最小半径）。曲线间最小直线长度为80.6m>60m，满足最小直线长度要求。道路线性较为良好，能让驾驶员和乘客在行车过程中感觉舒适。

2.2路线平曲线要素计算

根据路线选线原则，综合各方面因素，路线基本情况如下：共有7个交点，其中个2右转弯，3个左转弯，平曲线半径均从起点起一次为150、260、100、100、100，其中有两个为反向曲线，一个为同向曲线。

表2-2-1 平曲线设计参数 交点 交点桩号 左转角 右转角 半径（m） 缓和曲线长度（m） QD JD1 JD2 JD3 JD4 JD5 ZD

K0+000 K0+398.977 K0+753.618 K1+142.937 K1+363.026 K1+577.889 K1+850.272 35° 49° 62° 22° 84° 152 260 100 100 120 40 40 40 35 40 2

新政一路道路设计

2.3 平曲线要素计算

图2.1平曲线参数计算简图

2.3.1计算公式

（1）对称形曲线几何元素计算公式 内移值：

L2L4SSp??24R2384R3

切线增长值：

缓和曲线角：

切线长：

平曲线长：

外距：

LSL3Sq??

2240R2LSR（2.3.1-1） （2.3.1-2）

?0?28.6479

（2.3.1-3）

T?(R?p )tan?2?q（2.3.1-4）

L?(??2?0)

?180R?2LS（2.3.1-5）

E?(R?p )sec3

?2?R（2.3.1-6）

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切曲差：

式中：

T——总切线长（m）； L——总曲线长（m）；

EsD?2T?L

（2.3.1-7）

——外距（m）；

R——主曲线半径（m）；

?——路线转角（°）；

?0——缓和曲线终点处的缓和曲线角（°）；

q——缓和曲线切线增，（m）；

p——设缓和曲线后，主圆曲线的内移值（m）；

LsLy——缓和曲线长度（m）； ——圆曲线长度（m）

ZH?JD?T (2.3.1-8）

(2)主点桩号计算

HY=ZH+LS(2.3.1-8） YH=HY+(L-2LS)(2.3.1-8） HZ=YH+LS(2.3.1-8）

QZ=HZ-L/2(2.3.1-8）

2.3.2 各桩号平面要素计算

（1）JD1处平曲线要素计算 JD1：K0+398.977

=150m，=40m ，

= ?1?35?平曲线要素计算如下

L2L4402404SSp?????0.44m24R2384R324?1502384?1503

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新政一路道路设计

LSL340403Sq?????19.9m222240R2240?150

35?T?(R?p)tan?q?(150?0.44)?tan?19.9?67.702m22

??0?28.6479L?(??2?0)LS40?28.6479??7.63944?R150

?180R?2LS?(35??2?7.63944?)??180?150?2?40?132.135m 35?E?(R?p)sec?R?(150?0.44)?sec?150?7.829m22?

J?2T?L?2?67.702?132.135?3.269m

主点里程桩号计算： JD1：K0+398.977

ZH=JD-T= K0+398.977-67.702=K0+331.275

HY=ZH+LS= K0+331.275+40=K0+371.275 HZ=YH+LS= K0+423.41+40=K0+463.41 QZ=HZ-L/2=K0+463.41-132.135/2=K0+397.3425

YH=HY+(L-2LS)=K0+371.275+(132.135-2*40)=K0+423.41+3.269/2=K0+398.977校核: JD=QZ+J/2=K0+397.3425

经验证：交点校核无误。

（2）JD2处平曲线要素计算 JD2 K0+753.618

=260m，=40m ，

= ?1?22?平曲线要素计算如下

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L2L4402404SSp?????0.256m3324R2384R24?2602384?260

3LSL34040Sq?????19.9m222240R2240?260

22?T?(R?p)tan?q?(260?0.256)?tan?19.9?69.598m22

??0?28.6479L?(??2?0)LS40?28.6479??4.4074?R260

?180R?2LS?(22??2?4.4074?)??180?260?2?40?137.933m22?E?(R?p)sec?R?(260?0.256)?sec?260?4.941m22

?J?2T?L?2?69.598?137.933?1.263m

主点里程桩号计算：

JD2：K0+753.618

ZH=JD-T= K0+753.618-69.598=K0+684.02

HY=ZH+LS= K0+684.02+40=K0+724.02

YH=HY+(L-2LS)=K0+724.02+(137.933-2*40)=K0+781.953 HZ=YH+LS= K0+781.953+40=K0+821.953 QZ=HZ-L/2=K0+821.953-137.933/2=K0+752.9865

经验证：交点校核无误。

(3)JD3处平曲线要素计算 JD3 K1+142.937

=100m，

=40m ，= ?1?84?平曲线要素计算如下

L2L4402404SSp?????0.666m24R2384R324?1002384?1003

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LSL340403Sq?????19.9m222240R2240?100

84?T?(R?p)tan?q?(100?0.666)?tan?19.9?111.328m22

??0?28.6479L?(??2?0)LS40?28.6479??11.4592?R100 ?R?2LS?(84??2?11.4592?)??180180?100?2?40?187.389m

84?E?(R?p)sec?R?(100?0.666)?sec?100?35.938m22

?J?2T?L?2?111.328?187.389?35.267m

主点里程桩号计算： JD3：K1+142.937

ZH=JD-T= K1+142.937-111.328=K1+031.609

HY=ZH+LS= K1+031.609+40=K1+071.609 YH=HY+(L-2LS)=K1+071.609+(187.389-2*40)=K1+178.998 HZ=YH+LS= K1+178.998+40=K1+218.998 QZ=HZ-L/2=K1+218.998-187.389/2=K1+125.3035校核: JD=QZ+J/2=K1+125.3035+35.267/2=K1+142.937 经验证：交点校核无误。

(4) JD4处平曲线要素计算 JD4 K1+363.026

=100m，

=35m ，= ?1?49?平曲线要素计算如下

L2L4352354SSp?????0.5103m24R2384R324?1002384?1003

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LSL335353Sq?????17.5m2240R22240?1002

49?T?(R?p)tan?q?(100?0.5103)?tan?17.5?63.401m22

??0?28.6479L?(??2?0)LS35?28.6479??10.0268?R100

?180R?2LS?(49??2?10.0268?)??180?100?2?35?120.709m

49?E?(R?p)sec?R?(100?0.5103)?sec?100?10.502m22

?J?2T?L?2?63.401?120.709?6.093m

主点里程桩号计算： JD4：K1+363.026

ZH=JD-T= K1+363.026 -63.401=K1+299.625

HY=ZH+LS= K1+299.625+40=K1+339.625 YH=HY+(L-2LS)=K1+339.625+(120.709-2*35)=K1+390.334 HZ=YH+LS= K1+390.334+40=K1+430.334 QZ=HZ-L/2=K1+430.334-120.709/2=K1+369.9795校核: JD=QZ+J/2=K1+369.9795+6.093/2=K1+363.026 经验证：交点校核无误。

(5)JD5 处平曲线要素计算 JD5 K1+577.889

=100m，

=40m ，= ?1?62?平曲线要素计算如下

L2L4402404SSp?????0.666m3324R2384R24?1002384?100

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新政一路道路设计

LSL340403Sq?????19.9m2240R22240?1002

62?T?(R?p)tan?q?(100?0.666)?tan?19.9?80.39m22

??0?28.6479L?(??2?0)LS40?28.6479??11.4588?R100

?180R?2LS?(62??2?11.4588?)??180?100?2?40?148.11m

62?E?(R?p)sec?R?(100?0.666)?sec?100?17.404m22

?J?2T?L?2?80.39?148.11?12.67m

主点里程桩号计算： JD5：K1+577.889

ZH=JD-T= K1+577.889 -80.39=K1+497.499

HY=ZH+LS= K1+497.499+40=K1+537.499 YH=HY+(L-2LS)=K1+537.499+(148.11-2*40)=K1+605.609 HZ=YH+LS= K1+605.609+40=K1+645.609 QZ=HZ-L/2=K1+645.609-148.11/2=K1+571.544校核: JD=QZ+J/2=K1+571.544+12.67/2=K1+577.889 经验证：交点校核无误。

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3 路线纵断面设计

3.1竖曲线设计参数

共设计了2个变坡点， 1个凸形曲线，1个凹形曲线，最大半径8000m，其中最小半径4000m，最大纵坡2.265%，最小纵坡0.54%。

最大纵坡及最大纵坡条件下的最大坡长，此项目设计的三级公路，设计速度30km/h，极限最大纵坡8%，对应最大坡长为1200m。动态拉坡尽量做到填挖方不大且填挖平衡，将挖方用作填方，整个路线的变坡点选择都考虑了平曲线包含竖曲线的原则。

图3.1-1 纵断面简图

表3-1-1 竖曲线参数表

边坡点编号 变坡点1 变坡点2 边坡点桩号 K0+397.343 K1+140 坡度（%） 2.265 -0.540 1.378 8000 竖曲线半径（m） 4000 坡长（m） 339.547 743.148 710.232 370.362 设计高程（m） 374.375

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新政一路道路设计

3.2竖曲线要素计算

图3.2-1竖曲线曲线要素计算简图

竖曲线基本要素计算公式：

???2??1(3.2-1) L = R?(3.2-2) LT?(3.2-3)

2T2E?(3.2-4) 2R式中：

?——坡度差

L ——曲线长（m） T ——切线长（m） E ——外距（m）

（1）变坡点1：里程和桩号K0+397.343

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本科毕业设计（论文）实战演练

竖曲线要素计算：

i=2.265%

1=-0.540% R=4000m，

??—=-2.805%(凸形)

曲线长L?R??4000?|?2.805%|?112.20m

切线长T?L?56.098 m2

T256.0982E???0.393m2R2?4000

(2) 设计高程计算：

竖曲线起点桩号=(K0+397.343)﹣54.16=K0+341.259

竖曲线终点桩号=( K0+397.343) +54.16= K0+453.44 竖曲线起点高程：374.375＋56.098×0.02265=375.646m 竖曲线终点高程：374.375＋56.098×0.540%=374.678m 验算符合标准

竖曲线起点桩号K0+341.259，终点桩号 K0+453.44，平曲线曲线段起点桩号K0+398.977，终点桩号K0+463.41，故满足“平包竖”。 （2）变坡点2：里程和桩号K1+140 竖曲线要素计算：

i=-0.540%

1=1.378% R=8000m，

??—=1.918%(凹形)

曲线长L?R??8000?|1.918%|?153.44m

切线长T?L?76.731m2

T276.7312E???0.368m2R2?8000

（2）设计高程计算：

竖曲线起点桩号=(K1+140)﹣76.731=K1+063.269

竖曲线终点桩号=( K1+140) +76.731= K1+216.731 竖曲线起点高程：370.362＋76.731×0.0054=370.776m

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新政一路道路设计

竖曲线终点高程：370.362＋76.731×1.378%=371.419m 验算符合标准

竖曲线起点桩号K1+063.269，终点桩号K1+216.731，平曲线曲线段起点桩号K1+031.61，终点桩号K1+218.999，故满足“平包竖”。

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4 路线横断面设计

4.1 横断面组成要素

本道路路幅设计总宽为8.5米，采用单幅双车道形式，并设有0.75m土路肩，土路肩为3%向外单向横坡。

标准横断面为：8.5m=0.75m（路肩）＋3.5m（行车道）＋3.5m（行车道）＋0.75m（路肩）

4.2 平曲线加宽设计

新政一路为三级公路，采用双向路拱坡度，采用的是2%的路拱横坡度，路肩采用的是3%坡度，保证行车的舒适与安全，故对该新政一路行车道设置加宽。新政镇位于一般地区，且本道路是三级公路，设计时速30km/h，则对该路采用第一类加宽，加宽缓和段长度采用与缓和曲线等长，加宽过渡方式为线性加宽。 加宽计算： 由公式：

?A20.05Vb?N??2R?R?????(4.2-1)

b ——加宽值；（m）

N ——车道数量； A——轴距加前悬;（m） R ——圆曲线半径;（m）

根据本设计资料，计算如下： JD1：A=5m，N=2，R=150m，V=30km/h

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新政一路道路设计

?A20.05Vb?N???2RR???520.05?30???2????0.4m??2?150??150???由于0.4m<0.8m，则可按规范取值为0.8m

JD2: A=5，N=2，R=260，v=30 ，由于半径大于 250m 所以不加宽； JD3: A=5，N=2，R=100，v=30

?A20.05V??520.05?30?????b?N???2????0.55m??R?100??2R?2?100

由于0.55m<0.8m，则可按规范取值为0.8m 同理可得： JD4：加宽值b=0.8m JD5：加宽值b=0.8m

4.3超高设计

4.3.1 超高横坡度设计

超高的设置就是为抵消或减小车辆在平曲线路段上行驶时所产生的离心力，让汽车行驶的更加平稳舒适安全，在新政一路上设置超高，过渡方式是绕中线旋转。

计算公式如下：

V2ih???127R (4.3.1-1)

??143.5238R2?1.4208R?0.03789 (4.3.1-2)

式中：

ih——超高值；

?——横向力系数；

V——汽车行驶速度（km/h）；

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R——弯道半径。

JD1:R=150m ，V=30km/h

??143.52381.4208??0.03789?0.03482RR

V2ih????0.012127R

JD2:R=260m ，V=30km/h

??143.52381.4208??0.03789?0.0345492RR

V2ih?????0.00729127R

JD3:R=100m ，V=30km/h

143.52381.4208????0.03789?0.0380342RR

V2ih????0.032832127R

同理可得： JD4 ：

??143.52381.4208??0.03789?0.0380342RR

V2ih????0.032832127R

JD5 ：

143.52381.4208????0.03789?0.0380342RR

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新政一路道路设计

V2ih????0.032832127R

4-3-1超高值表

交点编号 ? JD1 0.0348 JD2 0.0345 JD3 0.0380 JD4 0.0380 JD5 0.0380 ih（%）

1.2 -0.73 3.3 3.3 3.3 4.3.2超高过渡段设计

双车道公路最小超高过渡段长度：

B??iLc?p

(4.3.2-1)

式中：Lc：最小超高过最小超高（m）；B?：旋转轴至行车道外侧边缘的宽度（m），当绕中线旋转时：B??B/2当绕中线旋转时,B为行车道宽度；

?i：超高坡度与路拱横坡度代数差（%），此处?i?ih?iG

p：超高渐变率，即旋转轴线与行车道外边线之间的相对坡度。

由三级公路设计时速为30km/h，绕路中线加宽得：

最大值为：

p?1125，

?i?ih?iG?3.3%?2%?5.3%，

B??B/2?3.5m

Lc?则：

B??i?23.19mp

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本科毕业设计（论文）实战演练

该路缓和曲线最小为Ls?35m>Lc?23.19m，则取Lc?Ls，即在全缓和段设置超高。

4.3.3横断面超高值计算

表4-3-3-1 绕中线旋转超高值计算公式

超高位置 外缘计算公式 x?x0 bJ?iJ?iG????bJ???x?x0 B???iG?ih??2? 注 hc 中圆线曲线hc?上 内缘bJiJ?B2iG 1.计算结果均为与设计高之差； 2.临界断面过渡段起点： x0?hc?bJiJ?B??B?iG??b??bihJ??22?? 外缘2iJLCiJ?ih 3.x距离处的加宽值： hcx 中过线渡段hcx?上 内缘bJ?iJ?iG????bJ???B??hc??iG?ih??2?LC（或Lc） xxbx?xbLc 4.内外侧边线降低和抬高值是在bJiJ?B2Lc内按线性过渡，iG（定值） 路若有要若求时可采用高次抛物线过渡 hcx

?bJiJ??bJ?bx?iG bJiJ?B?BiG??b??bX?J22??x??Lih?C 18

新政一路道路设计

B——路面宽度；

bJ——路肩宽度；

ig——路拱横坡度； ij——路肩横坡度；

ih——超高横坡度（超高值）；

LC——超高过渡段长度（或缓和曲线长度）

l0——路肩横坡度由iJ变为iG所需的距离，一般可取1.0m；

x0——与路拱同坡度的单向超高点到超高过渡段起点的距离；

x——超高过渡段中任一点至起点的距离；

hc——路基外缘最大抬高值；

h?c——路中线最大抬高值； h?c——路基内缘最大降低值；

hcx——x距离处路基外缘抬高值；

h?cx——x距离处路中线抬高值； h?cx——x距离处路中线内缘降低值；

b——圆曲线加宽值；

bx——x距离处路基加宽值。

以上单位长度均为m。

以JD1处超高计算为例做计算，其余桩号同理可得

JD1：B?3.5m，bJ?0.75m，iJ?3%，ih?1.2%，iG?2%，l0?1.0m。

xxG2?0.020?2i0处，

iiLC??40?50mG?h0.02?0.012。

19

LC?40m，

本科毕业设计（论文）实战演练

ZH点处：x?0，则 外缘：

B?x?hcx?bJ?iJ?iG???bJ???iG?ih?2?LC??0.75??0.03?0.012??0?0.0135m

中线：

hcx?B?bJiJ?iG?0.75?0.03?1.75?2%?0.0575m2

内缘：

?hcx?bJiJ??bJ?bx?iG?0.75?0.03??0.75?0??0.012?0.0135m

HY点处：x?40，则

外缘：

B??hc?bJ?iJ?iG???bJ???iG?ih??0.75??0.03?0.012?2????0.75?1.75???0.02?0.012??0.131m

中线：

B?hc?bJiJ?iG?0.75?0.03?1.75?0.012?0.036m2

内缘：

?hcx?bJiJ??bJ?bx?iG?0.75?0.03??0.75?0.8??0.012?0.0039m

临界点

x0处，

x0?2iG2?0.02LC??40?50miG?ih0.02?0.012，在圆曲线上：

所以：

20

新政一路道路设计

外缘：

B??hcx?bJ?iJ?iG???bJ???iG?ih?2???0.75??0.03?0.12???0.75?1.75???0.012?0.02??0.0325m

中线：

hcx?B?bJiJ?iG?0.75?0.03?1.75?0.012?0.036m2

内缘：

BB???hc?bJiJ?iG??bJ??b?ih22???0.75?0.03?1.75?0.02??0.75?1.75?0.8??0.012 ?0.0179m由于平曲线左右对称，超高值也同样对称。

4.4路基排水

4.4.1纵向排水

新政一路纵向采用边沟排水，设置在挖方路基的路肩外侧或低路堤的坡脚外侧，多与路中线平行，用以汇集和排除路基范围内或流向路基的少量地面水，边沟形式梯形边沟，内侧与外侧边坡均为1：1。

4.4.2横向排水

为保证道路的稳定性和实用性，需要在横向设置排水设施，采用涵洞进行横向排水，在桩号K0+020、K0+220、K0+740、K1+200、K1+580、K1+700处各设置一个涵洞。涵洞形式为混凝土圆管涵，设计洪水频率为1/25。 涵洞1：K0+020

（1）设计流量计算：

222F?19820m?0.0198km?10km汇水区面积：；

根据地形图及地质水文情况查资料得：其地貌系数值??0.09；涵洞设计洪水

21

本科毕业设计（论文）实战演练

频率为1/25，汇流时间为t?30min，径流厚度h?35mm；其植物截流的拦蓄厚度Z?10mm；其洪峰流量折减系数可取??1；汇水区降雨量折减系数

??1；折减系数??1。

采用径流形成法计算其设计流量：

QP???h?Z?F????0.09??35?10??0.0198?1?1?1?0.488m3/s

（2）涵洞孔径计算

525232453245?Q??0.488?D??P?????0.045m?0.4m

?1.69??1.69?故拟采用400mm的混凝土预制管。 （3）各部标高和坡度确定

路基设计标高H设：根据路基设计表查算得涵位中心桩号处路基设计标高为365.830m，此处路基无超高和加宽。

涵底中心标高H涵：涵底中心标高是指涵洞铺底中心设计标高，该处标高为364.33m。

涵底纵坡i涵取3%。

初步拟定洞口采用八字式洞口，出入口帽石顶至流水槽面高度为0.74m，帽石宽度为0.4m。 正交涵洞长度计算：

L上??

B上?m??H设-H涵?-a??c1?mi涵3.5?1.5???365.830-364.33?-0.74??0.4?5.08m1?1.5?3%

L下??B下?m??H设?H沟?-b??c1?mi涵3.5?1.5???365.830?364.33?-0.74??0.4?5.24m1?1.5?3%

根据初估涵长上下游总长为10.32，因此拟选用每节长为1m的管涵共11节，上游5节，下游6节，10条沉降缝。则涵长为：11?1?10?0.02?11.2m。 取L上?5.18mL下?5.43m

22

新政一路道路设计

进口流水槽面高程=364.33+5.18×0.03=364.486m

出口流水槽面高程=364.33-5.43×0.03=364.4929m

检查涵洞进口与涵洞中心流水面高差：364.0235-363.848=0.0554m 查标准图，1.0m钢筋混凝土圆管壁厚0.1m，管底厚0.02m，故基础顶面应在流水槽以下0.12m。则有

进口基顶高程为：364.486-0.12=364.366m

因涵底土质较好，为达到防水要求，并固定涵身，可设25cm垫层，垫层分为两层，上层为15cm混凝土，下层为10cm沙垫层。 涵洞2：K0+220： （1）设计流量计算：

m2?0.0457km2?10km2； 汇水区面积：F?45670根据地形图及地质水文情况查资料得：其地貌系数值??0.09；涵洞设计洪水频率为1/25，汇流时间为t?30min，径流厚度h?35mm；其植物截流的拦蓄厚度Z?10mm；其洪峰流量折减系数可取??1；汇水区降雨量折减系数

??1；折减系数??1。

采用径流形成法计算其设计流量：

32453245QP???h?Z?F????0.09??35?10??0.0457?1?1?1?0.961m3/s

（2）涵洞孔径计算

5252?Q??0.961?D??P?????0.337m?0.4m1.691.69???? 故拟采用400mm的混凝土预制管。 （3）各部标高和坡度确定

路基设计标高H设：根据路基设计表查算得涵位中心桩号处路基设计标高为370.359m，此处路基无超高和加宽。

涵底中心标高H涵：涵底中心标高是指涵洞铺底中心设计标高，该处标高为368.793m。 涵底纵坡i涵取3%。

23

本科毕业设计（论文）实战演练

初步拟定洞口采用八字式洞口，出入口帽石顶至流水槽面高度为0.74m，帽石宽度为0.4m。 正交涵洞长度计算：

L上??B上?m??H设-H涵?-a??c1?mi涵?-0.74??0.4 3.5?1.5???370.359-368.7931?1.5?3%?4.92m

L下??B下?m??H设?H沟?-b??c1?mi涵3.5?1.5???370.359?368.793?-0.74??0.4?5.51m1?1.5?3%

根据初估涵长上下游总长为10.43，因此拟选用每节长为1m的管涵共11节，上游5节，下游6节，10条沉降缝。则涵长为：11?1?10?0.02?11.2m。 取L上?5.02mL下?5.18m

进口流水槽面高程=368.793+5.02×0.03=368.943m

出口流水槽面高程=368.793-5.18×0.03=368.948m

检查涵洞进口与涵洞中心流水面高差：368.943-368.793=0.155m

查标准图，1.0m钢筋混凝土圆管壁厚0.1m，管底厚0.02m，故基础顶面应在流水槽以下0.12m。则有

进口基顶高程为：368.943-0.12=368.823m

因涵底土质较好，为达到防水要求，并固定涵身，可设25cm垫层，垫层分为两层，上层为15cm混凝土，下层为10cm沙垫层。

涵洞 3 ：K0+740

（1）设计流量计算：

m2?0.0765km2?10km2； 汇水区面积：F?76500根据地形图及地质水文情况查资料得：其地貌系数值??0.09；涵洞设计洪水频率为1/25，汇流时间为t?30min，径流厚度h?35mm；其植物截流的拦蓄厚度Z?10mm；其洪峰流量折减系数可取??1；汇水区降雨量折减系数

24

新政一路道路设计

??1；折减系数??1。

采用径流形成法计算其设计流量：

4545QP???h?Z?F????0.09??35?10??0.0765?1?1?1?1.43m3/s

（2）涵洞孔径计算

52523232?Q??1.43?D??P?????0.669m?0.8m

1.691.69????故拟采用800mm的混凝土预制管。 （3）各部标高和坡度确定

路基设计标高H设：根据路基设计表查算得涵位中心桩号处路基设计标高为372.525m，此处路基无加宽。

涵底中心标高H涵：涵底中心标高是指涵洞铺底中心设计标高，该处标高为363.943m。 涵底纵坡i涵取3%。

初步拟定洞口采用八字式洞口，出入口帽石顶至流水槽面高度为0.74m，帽石宽度为0.4m。 正交涵洞长度计算：

L上??B上?m??H设-H涵?-a??c1?mi涵3.5?1.5???372.525-363.943?-0.74??0.41?1.5?3%?14.99m

L下??B下?m??H设?H沟?-b??c1?mi涵3.5?1.5???372.523?363.943?-0.74??0.4?16.4m1?1.5?3%

根据初估涵长上下游总长为31.39因此拟选用每节长为1m的管涵共32节，上游15节，下游17节，31条沉降缝。则涵长为：32?1?31?0.02?32.62m。 取L上?15.605mL下?17.01m

25

本科毕业设计（论文）实战演练

进口流水槽面高程=363.943+15.605×0.03=364.41m

×0.03=363.4327m 出口流水槽面高程=363.943-17.01检查涵洞进口与涵洞中心流水面高差：364.41-363.943=0.467m

查标准图，1.0m钢筋混凝土圆管壁厚0.1m，管底厚0.02m，故基础顶面应在流水槽以下0.12m。则有

进口基顶高程为：364.41-0.12=364.29m

因涵底土质较好，为达到防水要求，并固定涵身，可设25cm垫层，垫层分为两层，上层为15cm混凝土，下层为10cm沙垫层。

涵洞4：K+1+200

（1）设计流量计算：

m2?0.0582km2?10km2； 汇水区面积：F?58200根据地形图及地质水文情况查资料得：其地貌系数值??0.09；涵洞设计洪水频率为1/25，汇流时间为t?30min，径流厚度h?35mm；其植物截流的拦蓄厚度Z?10mm；其洪峰流量折减系数可取??1；汇水区降雨量折减系数

??1；折减系数??1。

采用径流形成法计算其设计流量：

32453245QP???h?Z?F????0.09??35?10??0.0582?1?1?1?1.156m3/s

（2）涵洞孔径计算

5252?Q??1.156?D??P?????0.386m?0.4m

?1.69??1.69?故拟采用400mm的混凝土预制管。 （3）各部标高和坡度确定

路基设计标高H设：根据路基设计表查算得涵位中心桩号处路基设计标高为371.188m，此处路基无加宽。

26

新政一路道路设计

涵底中心标高H涵：涵底中心标高是指涵洞铺底中心设计标高，该处标高为368.153m。 涵底纵坡i涵取3%。

初步拟定洞口采用八字式洞口，出入口帽石顶至流水槽面高度为0.74m，帽石宽度为0.4m。 正交涵洞长度计算：

L上??B上?m??H设-H涵?-a??c1?mi涵3.5?1.5???371.188-368.153?-0.74??0.41?1.5?3%?7.026m

L下??B下?m??H设?H沟?-b??c1?mi涵3.5?1.5???371.188?368.153?-0.74??0.4?7.69m1?1.5?3%

根据初估涵长上下游总长为14.72因此拟选用每节长为1m的管涵共15节，上游7节，下游8节，14条沉降缝。则涵长为：15?1?14?0.02?15.28m。 取L上?7.306mL下?7.97m

进口流水槽面高程=368.153+7.306×0.03=368.372m

出口流水槽面高程=368.153-7.97×0.03=367.914m

检查涵洞进口与涵洞中心流水面高差：368.372-368.153=0.219m

查标准图，1.0m钢筋混凝土圆管壁厚0.1m，管底厚0.02m，故基础顶面应在流水槽以下0.12m。则有

进口基顶高程为：368.372-0.12=368.252m

因涵底土质较好，为达到防水要求，并固定涵身，可设25cm垫层，垫层分为两层，上层为15cm混凝土，下层为10cm沙垫层。 涵洞5：K1+580

（1）设计流量计算：

m2?0.0515km2?10km2； 汇水区面积：F?51500

27

本科毕业设计（论文）实战演练

根据地形图及地质水文情况查资料得：其地貌系数值??0.09；涵洞设计洪水频率为1/25，汇流时间为t?30min，径流厚度h?35mm；其植物截流的拦蓄厚度Z?10mm；其洪峰流量折减系数可取??1；汇水区降雨量折减系数

??1；折减系数??1。

采用径流形成法计算其设计流量：

4545QP???h?Z?F????0.09??35?10??0.0515?1?1?1?1.049m3/s

（2）涵洞孔径计算

52523232?Q??1.049?D??P?????0.303m?0.4m

1.691.69????故拟采用400mm的混凝土预制管。 （3）各部标高和坡度确定

路基设计标高H设：根据路基设计表查算得涵位中心桩号处路基设计标高为376.425m，此处路基无加宽。

涵底中心标高H涵：涵底中心标高是指涵洞铺底中心设计标高，该处标高为372.953m。 涵底纵坡i涵取3%。

初步拟定洞口采用八字式洞口，出入口帽石顶至流水槽面高度为0.74m，帽石宽度为0.4m。 正交涵洞长度计算：

L上??B上?m??H设-H涵?-a??c1?mi涵3.5?1.5???376.425-372.953?-0.74??0.41?1.5?3%?7.654m

L下??B下?m??H设?H沟?-b??c1?mi涵3.5?1.5???376.425?372.953?-0.74??0.4?8.37m1?1.5?3%

28

新政一路道路设计

根据初估涵长上下游总长为16.03因此拟选用每节长为1m的管涵共17节，上游8节，下游9节，16条沉降缝。则涵长为：17?1?16?0.02?17.32m。 取L上?8.296mL下?7.97m

进口流水槽面高程=372.953+8.296×0.03=373.2m

出口流水槽面高程=372.953-7.97×0.03=372.7139m

检查涵洞进口与涵洞中心流水面高差：373.2-372.953=0.247m

查标准图，1.0m钢筋混凝土圆管壁厚0.1m，管底厚0.02m，故基础顶面应在流水槽以下0.12m。则有

进口基顶高程为：373.2-0.12=373.08m

因涵底土质较好，为达到防水要求，并固定涵身，可设25cm垫层，垫层分为两层，上层为15cm混凝土，下层为10cm沙垫层。

涵洞6：K1+170

（1）设计流量计算：

222F?96580m?0.09658km?10km汇水区面积：；

根据地形图及地质水文情况查资料得：其地貌系数值??0.09；涵洞设计洪水频率为1/25，汇流时间为t?30min，径流厚度h?35mm；其植物截流的拦蓄厚度Z?10mm；其洪峰流量折减系数可取??1；汇水区降雨量折减系数

??1；折减系数??1。

采用径流形成法计算其设计流量：

32453245QP???h?Z?F????0.09??35?10??0.09658?1?1?1?1.734m3/s

（2）涵洞孔径计算

5252?Q??1.734?D??P?????0.736m?0.8m?1.69??1.69? 故拟采用800mm的混凝土预制管。

29

本科毕业设计（论文）实战演练

（3）各部标高和坡度确定

路基设计标高H设：根据路基设计表查算得涵位中心桩号处路基设计标高为378.078m，此处路基无加宽。

涵底中心标高H涵：涵底中心标高是指涵洞铺底中心设计标高，该处标高为364.952m。 涵底纵坡i涵取3%。

初步拟定洞口采用八字式洞口，出入口帽石顶至流水槽面高度为0.74m，帽石宽度为0.4m。 正交涵洞长度计算：

L上??B上?m??H设-H涵?-a??c1?mi涵3.5?1.5???378.078-364.952?-0.74??0.41?1.5?3%?21.5m

L下??B下?m??H设?H沟?-b??c1?mi涵3.5?1.5???378.078?364.952?-0.74??0.4?23.54m1?1.5?3%

根据初估涵长上下游总长为40.04因此拟选用每节长为1m的管涵共46节，上游22节，下游24节，45条沉降缝。则涵长为：46?1?45?0.02?46.9m。 取L上?24.93mL下?26.54m

进口流水槽面高程=364.952+24.93×0.03=365.99m

出口流水槽面高程=364.952-26.54×0.03=365.748m

检查涵洞进口与涵洞中心流水面高差：365.99-364.952=1.038m

查标准图，1.0m钢筋混凝土圆管壁厚0.1m，管底厚0.02m，故基础顶面应在流水槽以下0.12m。则有

进口基顶高程为：365.99-0.12=365.87m

因涵底土质较好，为达到防水要求，并固定涵身，可设25cm垫层，垫层分

30

新政一路道路设计

为两层，上层为15cm混凝土，下层为10cm沙垫层。

4.5视距计算

新政一路为三级公路，设计时速30km/h，为了行车安全，驾驶员应能随时看到汽车前方相当远的一段路程，故要进行视距计算设计时速为30km/h的三级公路停车视距为30m，超车视距的一般值为150m，

4.5.1横净距计算

需满足会车视距的要求，且长度不小于停车视距的两倍。所以取S=70m。为保证驾驶员视线通畅，确保行车安全，还需保证其行车视距，该道路总共5个弯道，大部分视距情况良好，仅JD3附近部分路段属于“暗弯”情况，可能存在边坡阻碍视线的情况，故仅需对JD3进行视距计算。

对JD3 进行视距计算：

L'?107.389m,S?70m，R?100m，L?187.389m

显然S?L?，则其计算公式为：

????h?RS?1?cos?2???；

??180S?Rs。

式中，曲线长度均为内侧视点轨迹线长度：

h——最大横净距（m）；

S——视距（m）； L——曲线长度（m）；

L?——圆曲线长度（m）； l——缓和曲线长度（m）；

31

本科毕业设计（论文）实战演练

RS——曲线内侧视点轨迹线的半径（m），其值为未加宽前路面内缘的半径加上

RS?R?B2?1.51.5m，即，B为路面宽度（m）；

?——视线所对应的圆心角（°）。

则计算可得：

BRS?R??1.5?100?3.5?1.5?98m2

??180S?40.93??Rs

???h?RS?1?cos??98??1?cos20.46???6.1821m2??

故其视距满足要求，故符合规范要求。

32

新政一路道路设计

5路基防护及支挡设计

5.1 路基防护

路基防护与加固设施，主要有边坡坡面防护、沿河路堤防护与加固等。边坡坡面防护常用的方法有植物防护和工程防护。

植物防护：主要有种草、铺草皮、植树等。植物防护可美化路容，协调环境，调节边坡上的湿度与温度，起到固结和稳定边坡的作用。种草适用于边坡坡度不陡于1:1、土质适宜种草、不浸水或短期浸水但地面径流速度不超过0.6m/s的边坡。铺草皮需预先备料，草皮可就近培育，切成整齐块状，然后移铺在坡面上。植树主要用在堤岸边的河滩上，用来降低流速，促使泥沙淤积，防水直接冲刷路堤。 工程防护：主要有抹面、喷浆、勾缝、石砌护面等。不宜使用植物防护或者考虑就地取材时，采用砂石、水泥、石灰等矿质材料进行坡面防护。

5.2路基边坡稳定性验算

该新政一路最大填方边坡位于桩号K1+700处，此时边坡高度即最大路堤边坡高度约为12m，路堤的堤身稳定性、路堤和地基的整体稳定性宜采用简化

?KiFs???Wi?Qi?sin?iBishop法进行分析计算，稳定系数Fs按下式计算：

（5.2-1）

式中：Wi—第i土条重力；

?i—第i土条底滑面的倾角；

Qi—第i土条垂直方向外力；

Ki依土条滑弧所在位置分别按下式计算。 当土条i滑弧位于地基中时

Ki?Cdibi?Wditan?di?U(Wti?Qi)tan?di（5.2-2）

mai 33

本科毕业设计（论文）实战演练

式中：Wdi—土条i地基部分的重力；

Wti—土条i路堤部分的重力； bi—第i土条宽度；

U—地基固结度；

cdi、?di—第i土条滑弧所在地基土层的粘结力和内摩擦角。

当土条i滑弧位于路堤中时

Ki?Ctibi?(Wti?Qi)tan?ti（5.2-3）

mai式中：cti、?ti—土条i滑弧所在路堤土的粘结力和内摩擦角。 其余符号同前。

m?i?cos?i?sin?itan?i（5.2-4）

Fs式中：?i—第土条i滑弧所在土层的内摩擦角。滑弧位于地基中取地基土的内摩擦角，位于路堤中时取路堤土的内摩擦角。

取最危险处边坡计算，即桩号K0+598.832处边坡计算，该处横断面如图：

图5.2-1 计算横断面图

代入公式采用条分法计算可得Fs?2.03?1.35，故路堤稳定性满足要求。

34

新政一路道路设计

5.3 挡土墙设计

挡土墙是用来支承路基填土或山坡土体，防止填土或土体变形失稳的一种构造物，挡土墙可用以稳定路堤和路堑边坡，减少土石方工程量和占地面积，防止水流冲刷路基。

由于路堑中最大挖方高度为11.827m，考虑到有的地段开挖段为山体，为了避免大量挖方，减少土石方工程量，在这些地段采用锚杆式挡土墙。

路堤边坡高于8m以上的采用重力式挡土墙进行支挡防护，边坡高度小于8m的采用挖台阶的方式进行防护。

5.3.1锚杆式挡土墙计算

（1）设计参数

初步拟定锚杆式挡土墙在挖深大于10m时设计，第一级墙高5m，第二级墙高根据挖深来调整，但最大高度不超过5m。在多级墙的上下两级墙之间设置1.5m宽平台，平台用厚度为0.20m的C15混凝土封闭，并设向墙外倾斜2%的横坡。 （2）土压力计算

由于墙后岩层中有锚杆，受力状态复杂，根据经验用库伦土压力进行计算：

Ea（5.3.1-1）

12??hKa2Ka?cos2(???)?sin??????sin(???)?cos?cos??????1????cos???cos(???)??22

（5.3.1-2） 式中：

Ea—库伦主动土压力（KN/m）；

?—土的重度(kN/m3)；取19kN/m3。

h—坡高(m)；

Ka—库伦主动土压力系数；

35

本科毕业设计（论文）实战演练

?—墙背与竖直线的夹角（?）;

?—内摩擦角（?）。

对于多级挡土墙采用延长墙背法分别计算每一级墙背土压力。

?sin??????sin(???)?cos2?cos??????1????cos???cos(???)??cos2(40??15?)??sin(40??20?)?sin(40??33?41?)?2cos15?cos?15??20?????cos(15??20?)?cos(15??33?41)???0.62

，，

Ka?cos2(???)2?1??h1Ka?19?5?0.62?58.9kN/m2?2??h2Ka?19?(5?2?1.5)?0.62?43.19kN/m2?3??h3Ka?19?(10?2?1.5)?0.62?102.09kN/m2

则上级挡墙土压力:

11E1??1h1??58.9?5?147.25kN/m22

下级挡墙土压力:

E2?11(?2??3)h1??(43.19?102.09)?5?363.2kN/m22

（3）挡土板设计

挡土板采用混凝土预制矩形板，混凝土强度C25，宽度为0.5m，为方便施工厚度拟分为两个区段来计算，每一级即为一个分区，其计算公式为：

Mmax?12ql8(5.3.1-3) 1ql2 (5.3.1-4)

Qmax?

式中：

l—肋间距。

36

新政一路道路设计

q1，q2—分区最低处板土压力：

q1?E1?147.25kN/m，q2?E2?363.2kN/m。 对于上级挡墙：

11M上max?q1l2??147.25?2.52?115.04kN?m88 Q上max?11q1l??147.25?2.5?184.063kN22

1MW?bt2??????6W由，可以得到：

t?6M6?115.04??0.33m3???b1.27?5?10，取厚度为0.4m，满足要求。

对于下级挡墙：

11M下max?q2l2??363.2?2.52?283.75kN?m88 Q下max?11q2l??363.2?2.5?454kN?m22

1MW?bt2??????6W由，可以得到：

t?

6M6?283.75??0.51m???b1.27?5?103，取厚度为0.5m，满足要求。

（4）肋柱的内力计算

肋柱采用矩形截面，沿墙长方向肋柱宽度为0.3m，柱与挡墙等高，肋柱间距由工点的地形、地质、墙高以及施工条件等因素确定，初步拟定为2.5m，肋柱采用就地灌注的方式施工，采用标号为C25的混凝土。由于挖深较大，地基条件良好，于是肋柱与地基的嵌固方式按铰支端设计，将部分推力传给地基，以减少锚杆的压力。

由于锚杆式挡墙设置了两层，上墙为两端悬臂的连续梁，下墙为底端简支的连续梁。可将肋柱视为双支点悬臂梁，其内力计算公式如下所示：

37

本科毕业设计（论文）实战演练

肋柱支承反力：

RA?E?Z?l3?l2（5.3.1-5）

RB?E?RA(5.3.1-6)

式中：E—作用于肋柱上的土压力（KN）

E?1?p0?pH?H2 (5.3.1-7)

p0、pH—墙高及墙底的土压应力（kN/m）；

p0??h0KaLcos? (5.3.1-8) pH???h0?H?KaLcos?(5.3.1-9) 式中：

?—墙背摩擦角；

?—填土容重（kN/m3）；

Z—土压力的作用点至肋柱底端的高度（m）； L—肋柱间距（m）。

上级肋柱：

p0?0

pA???h0?l1?KaLcos??19??0?1.5??0.62?2.5?cos20??41.52kNpB???h0?l1?l2?KaLcos??19??0?1.5?2.0??0.62?2.5?cos20??96.86kNpH???h0?H?KaLcos??19??0?5??0.62?2.5?cos20??138.37kN E?1?p0?pH?H?1?138.37?5?345.92kN22

E?Z?l3?345.92??1.7-1.5???34.59kNl22

RA?RB?E?RA?345.92?34.59?311.33kN

38

新政一路道路设计

下级肋柱：

p0??h0KaLcos??19?3.67?0.62?2.5?cos20??101.57kN

pA???h0?l1?KaLcos??19??3.67?1.5??0.62?2.5?cos20??143.07kNpB???h0?l1?l2?KaLcos??19??3.67?1.5?2??0.62?2.5?cos20??198.42kN

pH???h0?H?KaLcos??19??3.67?5??0.62?2.5?cos20??139.94kNE?1?p0?pH?H?1?(101.57?139.94)?5?653.775kN 22RA?E?Z?l3?853.775??1.7-1.5???85.38kNl22

RB?E?RA?653.775?85.38?568.3975kN 肋柱弯矩： ①上级肋柱

A、B支座处的弯矩分别是： 1112MA??p0l1??PA?P0?l12?0??41.52?1.52??15.57kN?M266 11112MB??pBl3??PH?PB?l32???131.42?1.52???138.37?96.86??1.52??163.41kN?m2626根据极值原理，最大弯矩的截面位置由下式确定：

RA?p0x?pH?p02x?02H

即

34.59?138.372x?02?5

于是有：x?1.57m

A、B两支座任意截面上的弯矩为：

MAB?RA?x?l1??P02PH?P03x?x26H (5.3.1-10)

式中：x—A、B两支座间某一截面至肋柱顶的距离（m）。 则AB间的最大弯矩值为：

39

本科毕业设计（论文）实战演练

Mmax?RA?x?l1??P02PH?P03138.37x?x?34.59??1.57-1.5?-?1.573?-15.42kN?m26H6?5W?由

6M6?163.412Mh???0.39mbh??????3???b1.27?5?106W，可得：，取高度

为0.4m显然满足条件 ②下级肋柱

A、B支座处的弯矩分别是：

112p0l1??PA?P0?l122611???101.57?1.52???143.07?101.57??1.52??129.83kN?M26 MA??112pBl3??PH?PB?l122611???198.42?1.52???239.94?198.42??1.52??238.79kN?m26 MB??根据极值原理，最大弯矩的截面位置由下式确定：

RA?p0x?pH?p02x?02H

239.94?101.572x?02?5

即

85.38-101.57x-于是有：x?0.76m 则AB间的最大弯矩值

P02PH?P03x?x26H101.57239.94?101.57?85.38??0.76-1.5?-?0.762??0.76326?5??53.57kN?m Mmax?RA?x?l1??6M6?238.7912Mh???0.47mW?bh??????3???b1.27?5?106W由，可得：，取高度为0.5m显然满足条件

综上：肋柱截面采用矩形截面，上级宽：0.3m，高：0.4m；下一级宽：0.3m，高0.5m。

40

新政一路道路设计

肋柱基底应力验算：此处只需验算下层即可。

肋柱底端作用于地基的压应力?必须小于或等于地基的容许承载力???，即：

???N????? (5.3.1-11)

?????habH?Easin? (5.3.1-12)

?N???Ritg??i式中：?N?—作用于柱底端的轴向力，由三部分组成，即锚拉杆力在肋柱轴向

的分力、肋柱自重和土压力在肋柱轴向的分力（kN）；

ab—肋柱底端截面积（m2），其中a为沿墙长方向肋柱的宽度（m）； Ri—支座i的反力（kN）； ?i—锚杆i的倾角；

?—肋柱倾角，以图示仰斜为正值； ?h—肋柱材料的容重（Kn/m3）。

?N???Rtg??ii?????habH?Easin?

?85.38?tg?25??15???768?tg?15??15???19?0.3?0.5?6?363.2?sin20??153.53kN

肋柱基脚侧向应力验算：此处肋柱为铰支端，还需满足基脚处侧向应力要求，即肋柱的埋置深度应满足要求：

hD(5.3.1-13)

R0cos??R0cos2??24??h?M0?2a??h?2????K??? (5.3.1-14)

h式中：??h?—地基的侧向容许应力（kPa）；

K—地基坚硬程度的系数，K=0.8；

???—基底的容许应力（kPa）。

????K????0.8?400h?320kPa

41

本科毕业设计（论文）实战演练

R0cos??R0cos2??24??h?M0hD?2a??h?21008cos15??10082cos215??24?320?1802.3?2?0.3?320?19cm

故可将埋深设置为20cm

肋柱基脚前边缘安全距离验算：

肋柱除埋置深度hD范围内需满足侧向土的支承反力要求外，还应保证有足够的

l??前缘水平距离，即

R0cos?????，但此处由于是垂直设置，即α=0，显然肋柱

基脚前边缘安全距离满足要求。 （5）锚杆设计

初步拟定锚杆采用普通灌浆锚杆，采用两层布置，锚杆采用Ⅱ级钢筋。 每层锚杆所受拉力：

NP?Rcos?????(5.3.1-15)

锚杆的有效截面积：

KNP?103Ag?Rg (5.3.1-16)

式中：Rg—钢筋设计强度（MPa）；

K—考虑超载和工作条件的安全系数，一般可取K=1.7~2.5，此处取K=1.7 R—由肋柱计算求得的支座反力（kN）。

上级挡墙：

NP?RA34.59??35.124kNcos?????cos(25??15?)

KNP?1031.7?35.124?103Ag???175.62mmRg340

拟采用直径为18mm的钢筋，面积A=220mm，满足要求。为了保证该钢筋由足够的安全储备，此处增加2mm的防锈厚度，即钢筋直径为20mm。

42

新政一路道路设计

NP?RB311.33??316.133kNcos?????cos(25??15?)

KNP?1031.7?316.133?103Ag???1580.66mmRg340

拟采用直径为26mm的钢筋3根，面积A=1592mm，满足要求。为了保证该钢筋由足够的安全储备，此处增加2mm的防锈厚度，即钢筋直径为28mm。 下级挡墙：

NP?RA85.38??86.69kNcos?????cos(25??15?)

KNP?1031.7?86.69?103Ag???433.48mmRg340

拟采用直径为26mm的钢筋，面积A=530.9mm，满足要求。为了保证该钢筋由足够的安全储备，此处增加2mm混凝土的防锈层，即钢筋直径为28mm。

NP?RB568.3975??580.251kN

cos?????cos(25??15?)KNP?1031.7?580.251?103Ag???2031.25mm

Rg340拟采用三根直径为32mm的钢筋，面积A=2130mm，满足要求。

5.3.2重力式挡土墙的计算

（1）设计资料

?'?14021、墙身构造：墙高8m，墙背仰斜坡度1:0.25（），墙身分段长度为20m，

2、车辆荷载：计算荷载：汽—20级；验算荷载：挂—100

3??19KN/m 3、土质情况：墙背填土重度，内摩擦角??40?；填土与墙背间

????/2?20的摩擦角；地基为砂类土，地基容许承载力????350KPa,基底摩擦

系数??0.4。

43

本科毕业设计（论文）实战演练

3??22KN/m墙身材料：砌体重度，砌体容许压应力????600KPa，容许剪应力

????100KPa，容许弯拉应力??wl??60KPa。

（2）确定计算参数

设计挡墙高度H=8m，墙上填土高度，此处取填土最高处，最大墙上填土高度为

a?4m，填土边坡坡度为1:1.5,墙背仰斜,坡度1:0.25

破裂棱体位置确定

不计车辆荷载作用时的破裂棱体的宽度B： 假设破裂面交于荷载范围内，则有：

????????-14?02'?20??40??45?58'

令h0?0m

1112A0?（a?H?2h0)(a?H)?(H?a)2??（4?8）?72222

11ab?(b?d)h0?H(H?2a?2h0)tan?2211?ab?H(H?2a)tan?2211??4?6??8?(8?2?4)?tan(?14?02')22?27.99 B0?根据路堤挡土墙破裂面交于荷载内部时破裂角的计算公式：

tan???tan??(cot??tan?)(B0?tan?)A027.99?tan45?58')72

??tan45?58'?(cot40??tan45?58')?(??1.034?(1.192?1.034)?(0.389?1.034)?0.746??36?43?

B?(H?a)?tan??Htan??b?(8?4)?0.746?8?tan(?14?02')?6?0.952m

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新政一路道路设计

由于路肩宽度为d?0.75m?B?0.952m,所以可以确定破裂面交于荷载的中部或者外侧。

破裂面距墙踵的距离：(H?a)?tan??(8?4)?0.746?8.952 荷载外缘距墙踵的距离：

?Htan??b?d?b0?8?0.25?6?0.75?5.5?16.216.2>8.952; 由以上可以知道破裂面交于荷载的中部。

计算换算体层厚度，按墙高确定的附加荷载强度进行换算。附加荷载强度由内插

2q?12.5KN/m法计算可以得到：

则有：

h0?q??12.5?0.66m19

（3）考虑车辆荷载作用时的破裂棱体的宽度B：

11A0?(a?H?2h0)(a?H)??(4?8?2?0.66)?(4?8)?79.9222

11ab?(b?d)h0?H(H?2a?h0)tan?2211??4?6?(6?0.75)?0.66??8?(8?2?4?2?0.66)?tan(?14?02')22?33.775 B0?????????45?58' tan???tan??(cot??tan?)(B0?tan?)A033.775?tan45?58')79.92

??tan45?58'?(cot40??tan45?58')(??1.034?(1.192?1.034)(0.423?1.034)?0.767???3728? 则

考虑车辆荷载后的破裂棱体宽度值为：

B?(H?a)?tan??Htan??b?(8?4)?0.767?8?tan(?14?02')?6?1.204

45

本科毕业设计（论文）实战演练

(4)计算主动土压力及其作用位置 主动土压力系数：

K?cos(???)(tan??tan?)sin(???)cos(37?28??40?)?(0.767?0.25)??'sin(3728??4558)?0.148

h1?d0.75??1.451mtan??tan?0.767?0.25 b?atan?6?4?0.767??5.671mtan??tan?0.767?0.25

h2?h3?H?h1?h2?8?1.451?5.671?0.878 K1?1??1.6642hh2ah2?45.6712?0.66?0.878(1?2)?023?1??(1?)?H2HH82?882

11E??H2KK1??19?82?0.148?1.664?149.73KPa22主动土压力：

Ex?Ecos(???)?149.73?cos(?14?02'?20?)?148.92KPa

Ey?Esin(???)?149.73?sin(?14?02'?20?)?15.56KPa土压力对墙趾力臂计算：

Ha(H?h2)2?h0h3(3h3?2H)Zy??33H2K184?(8?5.671)2?0.66?0.878?(3?0.878?2?8)??33?82?1.664?2.76

Zx?B?ZYtan??1.204?2.76?tan(?14?02')?1.894

（5）设计挡土墙截面：

初步拟定挡土墙的顶面宽度为b1?2.2m，基底宽为B?2.2m，倾斜基底坡度为

?'''3??111836??22KN/m00.2:1（）墙身材料：砌体重度，砌体容许压应力

????600KPa

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新政一路道路设计

墙体重量及其作用点位置计算：

挡土墙按单位长度计算，方便计算，从墙趾处沿水平方向把挡土墙分为两部分，上部分为四边形，下部分为三角形。

V1?b1?H1?2.2?7.56?16.632m2

G1?V1??1?16.632?22?365.904KN ZG1?1?H1tan??b1??2.045m2

11V2??b1?H1??2.2?0.44?0.484m222

G2?V2??1?0.484?22?10.648KN ZG2?0.651?b1?1.4322m

抗滑稳定性验算：

?1.1G??Q1(Ey?Extan?0)??Q2EPtan?0??(1.1G??Q1Ey)tan?0??Q1Ex??Q2EP???1.1?376.552?1.4??15.56?148.92?0.2???0.4??1.1?343.2?1.4?15.56??0.2-1.4?148.92?47.77?0所以抗滑稳定性满足要求。

抗倾覆稳定性验算：

0.8GZG??Q1(EyZx?ExZy)??Q1EPZP?0.8??376.552?2.045?10.648?1.4322??1.4??15.56?2.464-148.92?0.76??0?88.3?0所以

倾覆稳定性满足要求。

（6）基底应力和合力偏心距验算 合力偏心距计算

e?1.4ME?1.2MGM?N1(G?G??Q1Ey?W)cos?0??Q1Exsin?0)

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本科毕业设计（论文）实战演练

上式中，弯矩为作用与基底形心的弯矩，所以计算时，先要计算对形心的力臂：根据前面计算过的对墙趾的力臂，可以计算对形心的力臂。

Z'G1?ZG1?B?2.045?1.1?0.945m2 B?1.4322?1.1?0.3322m2

Z'G2?ZG2?Z'x?Zx?Btan?0?1.89?1.1?0.2?2.11m2 B?2.76?1.1?1.66m2

Z'y?Zy?e??1.4ME?1.2MGM?N1(G?G??Q1Ey?W)cos?0??Q1Exsin?0)1.4??15.56?1.66-148.92?2.11??1.2??365.904?0.945?10.6488?0.3322??376.552?1.2?1.4?15.56-0??0.98?1.4?148.92?0.19B?-0.203??0.55m4 所以基底合力偏心距满足规范要求。 基底应力验算：

N1?503.78

e?B?0.376

2N12N12?503.78???257.75KPa3C?B??2.2?3??e?3???0.203?22????

由于

pmax?因此

pmin?0

pmax?257.75KPa?????600KPa 所以基底应力满足要求。

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