悬臂梁支挡结构课程设计

悬臂式挡土墙

————成都市三环路与铁路立交工程

（一）基础资料

K23+385.728~K23+486.726右幅快车道填方最大高度5m ，因为地处城郊，

且地基承载力设计值[δ]=150kpa ，原考虑设计路肩挡土墙，经验算，墙身圬工太大，且石料需远运，故设计成悬臂式挡土墙，墙身设计高度H=2~5m ；填土的标

准重度3/18m KN =γ，内摩擦角︒

=35ϕ，底板与地基摩擦系数3.0=f ，均布荷载10kpa ，

墙身采用C20钢筋混凝土，墙背填料采用非膨胀土填筑，墙身后土压力未考虑浸水作用，

设计后的挡土墙断面尺寸如图。

（二）土压力计算

由于墙灯高度大于 1.0m ，故路基面上荷载及填料所产生的土压力均按库仑主动土压力计算。

︒=÷=÷=∂6677.40)55.305.3arctan()arctan(21H B

︒=︒

︒=︒=5.27235-

452

-

45ϕ

θ

∴>∂θ 会出现第二破裂面

5869.0)

245cos()

245(tan 2=+︒-︒=

ϕ

ϕ

k

1210

1=+

=H h k

KN

K K H E 5136.8415869.041821

21212=⨯⨯⨯⨯=⋅⋅=γ

KN

E E y 9645.74)sin(=+⋅=ϕθ

KN E E x 0240.39)cos(=+⋅=ϕθ (x=2.434m y=1.1833m) （三）全墙稳定性及基础承载力验算

下面计算中的力系均向墙趾简化。钢筋混凝土的重度为3

/25m kN G =γ。

趾板重力：

kN H B N G 625.52545.050.013=⨯⨯=⨯⨯=γ趾

趾板稳定力矩：

m kN B

N M y ⋅=⨯

=40625.12趾趾

立壁重力：()kN

H B H B N G 0125.3525.0211222=⋅⎥⎦⎤

⎢⎣⎡⨯+⨯+=γ立

立壁稳定力矩：

m kN M y ⋅=⨯-⨯⨯⨯⨯⨯-++⨯⨯⨯⨯++

-+⨯⨯⨯=272.26)23)

25.043.0(5.0(252155.3)25.043.0()5.043.021(2543.045.0)225.025.043.05.0(2555.325.0壁

踵板重力;

kN H B N G 3125.342545.005.311=⨯⨯=⨯⨯=γ踵

踵板稳定力矩：m

kN M y ⋅=++⨯=2372.84)205.343.05.0(3125.34踵

第二破裂面与挡土墙立壁,踵板之间的竖向力及稳定力矩：

kN

G 8514.13518)55.3202.12

1

55.3848.1(=⨯⨯+⨯⨯=

m

kN W ⋅=++⨯⨯⨯++++⨯⨯⨯⨯=8446.2792202

.143.05.01855.3202.13848.1202.143.05.0182155.3848.1）（）（）（

土压力竖向分力y

E 对墙趾的稳定力矩Ey M :

m kN M Ey ⋅=++⨯=1806.252)434.243.05.0(9645.74

土压力竖向分力x E 对墙趾的颠覆力矩0M :

m kN M ⋅=⨯=1771.461833.1024.390

全墙倾覆稳定系数0K ;

m

kN M y ⋅=++++=9427.643806.2528466.2792372.84272.2640625.1

满足要求。

5.11030.100

0>==

M M K y

全墙滑动稳定系数c K ：

kN N 8254.2499645.7485.1353125.340125.35625.5=++++=∑

3

.11968.2>==

∑x

c E N f K 满足要求

m

N

M M Z y n 9311.18254

.249)

7379.631816.546()

(0=-=

-=

∑

6633.060589.09311.1298.32=<=-=-=

B Z B e n

[]k p a

k p a B

e B

N 1501966

.573438.68)98

.30589.061(98

.38254.249)61(12

=<=⨯±⨯=±⋅=∑δδ

（四）墙身结构设计

结构的立壁.踵板和趾板的内力计算均按悬臂梁考虑，配筋时按《铁路路基支挡结构设

计规范》（TB 10025-2006）和《混凝土结构设计规范》（GB 50010-2010）的有关规定执行。

1.墙面板

（1）墙面板受力 m H 55.32=

kpa H H E M x 1955.244

024.3921771.4662-62

200-=⨯⨯-⨯=⋅=

σ

kpa H M H E x H 7032.2347379

.63124024.3961262

20=⨯-⨯⨯=-⋅=σ

kpa H H

H

H 2141.2155.349032

.2311=⨯=

⨯=

σσ

立壁底部的剪力和弯矩;

kN Q 655.372

1

2141.2155.3max =⨯

⨯=