文档介绍：104国道改建工程下沉段悬臂式挡土墙设计分析
【摘要】104国道与唐津高速交叉处,利用高速跨前进渠桥下净空,设计为下沉式路面,避免了大规模上跨立交的修建,节约了造价,降低了工期,本文专门针对该点位路东侧钢筋混凝土悬臂式挡土墙的计一级公路标准,路线全部为新辟线,两处与高速公路立体交叉。其中,唐津高速公路相交处,如果采用跨线桥形式,势必增加工程规模和投资,也延长了工期,针对此,我们对路线进行优化,利用现状高速公路跨越前进渠的4跨20m桥梁桥下净空,对前进渠进行局部调整,设置下沉式路面,下穿高速公路,经测算,。改造后,该段路左侧为前进渠调整后河道,为尽可能扩大其过水面积,路基边修筑钢筋混凝土悬臂式挡土墙。
一、设计资料
1、按照悬臂式路肩挡土墙进行设计,计算中考虑到挡墙外侧为护坡,护坡内已做防水处理,未考虑这部分抗滑作用,仅对趾上填土的容重按提高30%计算。此外挡墙上部为2m高外露,起安全作用,设计中仅考虑其重力。计算简图如下:
2、墙高H=,,立壁面坡度1:,基础埋深h=1m。墙背填土容重γ=18kN/m3,内摩擦角φ=30°,地基土内摩擦角φ0=30°,摩擦系数f=,容许承载力[σ]=150kPa。
3、活荷载为公路-I。
4、钢筋混凝土结构设计数据:C30混凝土抗压强度设计值fcd=,抗拉强度设计值ftd=,混凝土弹性模量3×104,HRB335钢筋抗拉设计强度280MPa,×105。
二、土压力计算
1、车辆荷载换算
根据《公路路基设计规范(JTG D30-2004)》(以下简称《规范》)-3式计算车辆荷载换算土层厚度。

式中: ――填土的容重, ; ――车辆荷载附加荷载强度, 。
2、用库伦主动土压力理论计算土压力
通过试算求得第一破裂角为27°,土压力系数为:

式中: ――填土的内摩擦角,30°; ――背墙摩擦角,30°; ――填土表面的倾角,0°; ――背墙倾角,0°,背墙仰斜时取负值。
全墙土压力为:
,
式中: ――填土的容重, ; ――背墙高度,。
沿墙高土压应力为:墙顶: ,墙底: ,由于墙背填土水平,此处土压力计算也可采用朗金土压力理论进行。
三、墙身尺寸拟定
1、底板长度B
假设底板厚=, ,则 , m,参考《公路路基设计手册》(以下简称《手册》)式3-6-7,计算踵板长度 :
=
式中: ――滑动稳定系数,; ――基底摩擦系数,; ――容重修正系数,。
参考《手册》式3-6-10,计算趾板长度 :

通过上述计算,并分析结构的重要性,实际取值为:

2、立壁、底板厚度
参考《手册》及《规范》相关公式进行计算。
立壁厚度由配筋率控制,取 ,,+=。
踵板厚度由配筋率控制,取 ,,+=