路基工程课程设计计算书

路基工程课程设计计算书题目：路堤及支挡结构设计计算书专业：土木工程年级：土木0804班学号：08231106姓名：梁霄目录第一章概述………………………………………………………..11、设计任务……………………………………………………12、基本资料……………………………………………………1第二章路基断面设计……………………………………………..31、绘制设计断面的地形图……………………………………32、横断面各部尺寸拟定………………………………………33、路基面加宽量计算…………………………………………44、绘制路基横断面图…………………………………………4第三章挡土墙设计………………………………………………..41、路基面上的荷载……………………………………………42、挡土墙尺寸拟定……………………………………………43、库伦土压力计算……………………………………………44、挡土墙验算…………………………………………………65、绘制挡土墙横断面图………………………………………8第四章排水措施及施工方法……………………………………..81、综合排水设施设计…………………………………………82、基床表层和基床底层及下部填土的填料选择……………93、施工方法……………………………………………………101第一章：概述1、设计任务：设计某一级铁路区间单线曲线地段路基横断面及路堤挡土墙。设计依《铁路路基设计规范TB10001-2005》、《铁路路基支挡结构设计规范TB10025-2006》及《铁路工程设计技术手册-路基》进行设计。2、基本资料：1)、场地地形图及线路平面图：1701设计断面20019519010m1751801851701设计断面20019519010m1751801852）、路基的基本资料：①、曲线半径为5000米，设计断面位于圆曲线地段；②、无地下水及地震影响；③、轨道类型：重型；④、设计断面路肩标高为195.0m；⑤、作用在路基面上的荷载按《铁路路基设计规范TB10001-2005》确定；2⑥、路基基底承载力满足要求，不需另外验算（挡土墙基底承载力需检算）。3）、施工场地的工程地质和水文地质情况：①、工程地质情况：1号钻孔柱状剖面图土层编号土的名称土层顶面标高m土层厚度m1残积土187.552强风化花岗岩182.5未钻穿②、水文地质情况：年降水量200mm，不考虑地表水、地下水及冻深的影响。③、地基允许承载力550kPa。4）、填土的物理力学性质：土的名称重度kN/m3内摩擦角°综合内摩擦°级配碎石2040——残积土1822355）、挡土墙的指标：①、挡墙设置在坡脚右侧，墙高6米，挡墙类型为重力式挡土墙，胸坡为1：0.05，背坡为1:0.25；②、挡土墙材料的物理力学性质：土的名称重度kN/m3允许压应力kPa允许剪应力kPa3浆砌片石22.013002106）、降水量较小，排水沟按规范要求设计。第二章：路基断面设计1、绘制设计断面的地形图：2、横断面各部尺寸拟定：①、路基面宽度：该路基位于一级铁路区间单线曲线地段，轨道类型为重型，旅客列车设计行车速度为160Km/h.基床表层填料类型为级配碎石。查《铁路路基设计规范TB10001-2005》，可得路基面宽度为7米。该曲线地段的半径为5000米，其路基面外侧加宽值取0.2米。且路基面形状设计为三角形路拱，在路基的路拱高为0.15米。②、路肩标高：由基本资料已知为195米；线路中心线出的原地面高程为187.5米。③、基床表层和基床底层的厚度：对于时速不超过160Km/h的Ⅰ、Ⅱ级铁路，《铁路路基设计规范TB10001-2005》规定基床表层厚度为0.6m，底层厚度为1.9m，基床总厚度为2.5m。基床厚度以路肩施工高程为计算起点。4④、换算土柱的宽度和高度：项目Ⅰ级铁路/重型基床表层类型级配碎石换算土柱换算土柱宽度3.3m荷载强度60.3kPa重度320mKN换算土柱高度3.1m⑤、边坡坡度：由于在路基右侧设置挡土墙，即路基左右两侧的边坡高度不会超过12米，调料为残积土，因此可设计边坡坡度为1：1.5。3、路基面加宽量计算：路基面加宽见上述路基面宽度的设定。4、绘制路基横断面图：见CAD图。第三章：挡土墙设计1、路基面上的载荷：路基面上的载荷等价于换算土柱，换算土柱如上述，宽度为3.3米，高度为3.1米，重度为320mKN。2、挡土墙尺寸拟定：设计已给出挡土墙的高度为6米，为仰斜，其胸坡为1：0.05，背坡为1：0.25。现拟定挡土墙上面的宽度为6.2米，则由坡度和高度可计算出下面的宽度为5米。3、库伦土压力计算：挡土墙身和路基断面尺寸如图所示：5（1）、求破裂角：根据已知条件得：'021425.0arctano；填土与墙背的摩擦角为填土的综合内摩擦角的一半，即17.5°；土体内摩擦角按高度进行加权取平均值，基床填筑级配碎石，内摩擦角为40°，基床底填筑残积土，内摩擦角为22°，则'2825135.10225.240o；'''562802145.172825oooo。假设破裂面交于荷载分布范围之内，由公式：tan22212122100000haHHhdbabBHahHaA其中，带入负值带入数值计算得：96.1240A、37.950B。由公式00tancottantantanAB，得'3852o；校核假定：maH04.17tan，mdbH05.14tan，6mldbH35.17tan0；即：0tantantanldbHaHdbH，故破裂面交于荷载分布范围内，与假设符合。（2）、求土压力系数a、土压力ayaxaEEE,及土压力作用点yxZZ,：207.03379sin5578cos25.031.1sincostantan''ooa，填土的重度按破裂面范围内土体的面积进行加权，其中，基床土及换算土柱的面积为22.15352m,重度为20KN/3m;基床下土体的面积为44.20152m，重度为18KN/3m：3/66.181535.222015.44201535.22182015.44mKNmKNBAEooa/2.2493379sin5578cos37.9531.196.12466.18sincostan''00mKNEEoaax/74.248283cos2.249cos'，mKNEEoaay/07.15283sin2.249sin'，mabh24.1tantantan1，mdh93.1tantan2，mhhHh83.2213；mhhahaHHhhhHhHaHZX33.2223333301223021123，mZBZxy58.5tan；kPaha97.11207.01.366.1800，kPaHaH18.23，kPaaaa08.27。4、挡土墙检算：挡土墙的重量mkNG/2.739222652.6，mZG966.2（1）、抗滑稳定检算：73.136.174.24845.007.152.739axaycEfEGK，满足（2）、抗倾覆稳定检算：6.193.333.274.24858.507.15966.22.7390xxyYGZEZEGZK，满足（3）、挡土墙基底合力偏心距及基底应力检算：25.2yxXyyGNEGZEZEGZZ，25.02NZBe,其中92.0625.0Be，则kPamkNBeBN200/46.271.196525.061527.754612minmax土（4）、挡土墙枪身H/2截面强度检算：①、法向应力：mB6.525.0305.032.6'，kPaHH59.112'kPahHhhHEaAHa84.8179.1666.47385.17212221132''kPaEEaax69.81cos''，kPaEEaay95.4sin''mhhhZx68.184.813379.1676.166.471385.17321'，22.3tan2'''XyZBZ，mKNG/4.38922322.66.5'，03.3'GZmEGZEZEZGZYXXYYGN38.395.44.38968.169.8122.395.403.34.389'''''''''8058.038.38.22'''NZBe，合力在中心线右侧93.0658.0''Be，则kPakPaBeBN130067.262.1146.558.0616.538.39461''''minmax。②、剪应力：kPakPaBEx2106.146.569.81''。因此，所拟定的挡土墙尺寸满足稳定要求。5、绘制挡土墙横断面图：见CAD图。第四章排水措施及施工方法1、综合排水设施设计：根据当地年平均降水量200mm，降水量较小，排水沟仅按规范要求设计。由路基横断面图可知，路基所处地段地面横坡较陡，则排水沟应设置与地面迎水一侧。根据《铁路路基设计规范TB10001-2005》规定：当不需按流量计算时，排水沟常采用底宽0.4m，深度0.6m的梯形断面，干旱少雨地区或硬质岩石地段，深度可减至0.4m；根据需要，有时也可以采用矩形断面。排水沟纵坡不应小于2%，大于0.8%的地段，应对水沟的沟身进行加固，防止冲刷破坏。在水沟纵坡变化段、水沟弯曲段尤其注意，排水沟沟壁的边坡率一般可采用1：1，细粒土和砂类土的地段宜采用1：1～1：1.5，详细横断面图见附件。92、基床表层和基床底层及下部填土的填料选择：（1）、基床表层填料选择：根据《铁路路基设计规范TB10001-2005》，基床表层填筑A组填料，即级配良好的碎石，填料的最大粒径不得大于150mm；填筑质量要求其地基系数mMPaK/15030，孔隙率n28℅。（2）、基床底层填料选择：根据《铁路路基设计规范TB10001-2005》，基床底层选用B组填料，级配不好的碎石，填料的最大粒径不得大于200mm，或摊铺厚度的2/3；填筑质量要求其地基系数mMPaK/13030，孔隙率n31℅。（3）、基床下部填土的填料选择：根据《铁路路基设计规范TB10001-2005》，基床下部就地取材，选用残积土，填筑质量要求其地基系数mMPaK/8030，相对密度7.0rD。级配碎石填料的粒径级配应满足下表的要求：级配碎石的粒径级配范围同时，基床采用的级配碎石要与上部道床碎石及下部填土之间的颗粒级配满足匹配要求：85154dD式中15D——较粗一层土的颗粒粒径（mm），小于该粒径的质量占10总质量的15℅；85d——较细一层土的颗粒粒径（mm），小于该粒径的质量占总质量的85℅。4、施工方法:碾压试验——基底处理——取土——分层布土——摊铺平整——机械碾压——检验签证——基面休整——边坡休整。纵向排水沟施工：施工准备——沟槽开挖——垫层施工——沟底铺砌——沟帮砌筑——勾缝——沟顶——抹面——收尾清理。地面排水沟在施工时要选好排水沟的方向，施工材料应满足设计要求；排水工程严格按照设计图纸施工。砂浆采用拌合机拌合，做到砌体砂浆饱满，石料尺寸选配合理，强度满足要求，石料颜色一致，勾缝采用凹缝，墙面平整、美观。挖方段的天沟，以及路基填筑的临时排水工程，尽量在雨季到来之前完成。排水沟