機(jī)場(chǎng)道面設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)

機(jī)場(chǎng)道面設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)姓名：張禹學(xué)號(hào)：061421班級(jí)：交通工程指導(dǎo)老師：張偉剛第一部分原始資料一、 詳細(xì)資料：1、 氣溫：根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局統(tǒng)計(jì)，吉林省吉林市絕對(duì)最高氣溫24.1度，絕對(duì)最低氣溫為-22.8度，低氣溫天氣持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，凍深可達(dá)1.6米，故受冰凍影響較大。2、 降水量：年最大降水量489.9毫米月最大降水量126.7毫米年相對(duì)濕度 0.553、 土壤地質(zhì)情況：地處東北中部山前平原重凍區(qū)，山區(qū)多為花崗巖，機(jī)場(chǎng)附近地勢(shì)平緩，山石為石灰石，石質(zhì)堅(jiān)硬。平原地區(qū)，地表土壤覆蓋厚度15-30厘米，下層為砂礫巖，在下層為鵝卵石。地下水位穩(wěn)定，穩(wěn)定水位一般在15米左右。4、 建材情況：砂：該地區(qū)有河流，所產(chǎn)砂含泥量大，不和要求。石：石料豐富，多為花崗巖和石灰?guī)r，強(qiáng)度高，品質(zhì)好，可作為基石料，還有大量鵝卵石可作為砼料。石灰：該地區(qū)有石灰廠，產(chǎn)量高，品質(zhì)好。木材：此地樹(shù)林資源豐富，有大量上好木材。5、 設(shè)計(jì)使用飛機(jī)：B737-200二、 任務(wù)：1、 進(jìn)行道面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（滑行道、跑道端部、跑道中部）。2、 進(jìn)行分倉(cāng)設(shè)計(jì)及接縫形式設(shè)計(jì)。三、 要求提交的結(jié)果：1、 道面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)（極限彎矩法、極限應(yīng)力法）。2、 飛行區(qū)平面圖、結(jié)構(gòu)層選擇、分倉(cāng)、接縫圖。第二部分資料分析與設(shè)計(jì)說(shuō)明一、 根據(jù)所給土壤地質(zhì)情況，對(duì)照我國(guó)公路自然劃區(qū)圖表，可把設(shè)計(jì)機(jī)場(chǎng)所在地區(qū)確定為1【2東北中部山前平原重凍區(qū)。查表7-4得土基回彈模量孔二160kg/cm3,七二0.35，查表3-4的土基頂面％=7.0kg/cm3,再由圖3T0得0出修正后的K值為，K=8.0kg/cm3。 0二、 該地區(qū)降水量少，地下水位低，石灰土和石料豐富，質(zhì)量好。由于處于重凍區(qū)，土基表層為10cm的沙粒墊層，往上一次是20cm石灰穩(wěn)定土，15cm碎石基層，最上為砼面層，圖示如下：石灰穩(wěn)定土J-砼面層石灰穩(wěn)定土J-砼面層砂礫層八土基三、 砼抗彎拉強(qiáng)度R=45kg/cm3,E=350000kg/cm3,u=0.16。砼強(qiáng)度標(biāo)號(hào)為C’。四、道面分倉(cāng)4mX5；n。跑道和聯(lián)絡(luò)道分倉(cāng)設(shè)計(jì)草圖如下： 35道面板化為當(dāng)量圓的半徑R、竺將0道面板化為當(dāng)量圓的半徑R、竺將0-252.4m。五、設(shè)計(jì)飛機(jī)：B737-200特性參數(shù)由表2-3查的，B737-200雙輪起落架，主起落架上最大荷載23.36噸，機(jī)輪配置如下圖：六、動(dòng)力系數(shù)，升力影響系數(shù)，工作條件系數(shù)（m）和勻質(zhì)系數(shù)分別有表2-5和表7-1查出。列表如下：道面部位PdnmKy滑行道1.251.00.80.75跑道端部1.151.00.90.75跑道中部1.10.850.90.7七、 水泥砼面層，考慮到夏季施工，可不設(shè)膨脹縫。結(jié)合相鄰板面?zhèn)鬟f荷載能力設(shè)置傳力桿縮縫。跑道長(zhǎng)3900米，寬44米；滑行道長(zhǎng)3900米，寬26米，跑道中縫與縱縫重合。八、 由于最低氣溫-22.8度且維持時(shí)間長(zhǎng)，有屬于重凍區(qū)，要考慮冰凍影響，以下有兩種方案：1、 設(shè)置完善的排水設(shè)施，加強(qiáng)基層和道面的排水，是保證土基質(zhì)量的重要環(huán)

節(jié)。正確設(shè)計(jì)排水系統(tǒng)，并加強(qiáng)維護(hù)以保持通暢，使表面水和基礎(chǔ)內(nèi)的水得

以迅速排出。這樣，沒(méi)有多余水存在，土基就不會(huì)過(guò)濕，也不會(huì)發(fā)生凍脹。2、 換土:我國(guó)東北地區(qū)一些機(jī)場(chǎng)，為防止和減輕土基不均勻凍脹，采取換土的深度按凍深分為三種：A、 冰凍深度在0.9米左右的地區(qū)，換土深度應(yīng)達(dá)到冰凍線，即：h=H-D式中 h——換土深度H 當(dāng)?shù)貎錾頓 道面面層和基層總厚度。B、 冰凍深度在1.5米左右的地區(qū)，換土深度按凍深的70-80%考慮，即：h=（0.7?0.8）H—D該深度相當(dāng)于總凍脹量的62-75%至于底層未換土部分的凍脹，根據(jù)以往翻修經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，由于凍深較深，對(duì)于道面的不均勻凍脹影響較小，如吉林某機(jī)場(chǎng)，在翻修凍害道面時(shí)，換土深度達(dá)50-60厘米，另一機(jī)場(chǎng)則達(dá)80厘米，再加上道面（基層和面層）的厚度，相當(dāng)于凍深的70-80%，看來(lái)效果很好。C、 凍深深度超過(guò)2米以上的地區(qū)，換土深度一般只需換到二分之一的深度，即：h=-H-D2此次設(shè)計(jì)的機(jī)場(chǎng)地處凍深達(dá)1.6米的地區(qū)，如用換土的方法則用公式B計(jì)算。九、 道面分段進(jìn)行厚度計(jì)算。每段荷載因素不同，飛機(jī)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同，對(duì)滑行道、跑道端部、跑道中部分別進(jìn)行計(jì)算。十、水泥砼道面，采用剛性道面設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：土基設(shè)計(jì)，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，板厚設(shè)計(jì)，分倉(cāng)設(shè)計(jì)和接縫構(gòu)造設(shè)計(jì)。

十一、依據(jù)當(dāng)?shù)赝恋睾徒ㄖ牧锨闆r，按技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)綜合考慮。采用石灰穩(wěn)定土、砂礫墊層、碎石基層和水泥砼道面構(gòu)成類(lèi)型比較好，考慮的換土深度可在70-80厘米之間，這樣設(shè)計(jì)受力比較合理。石灰穩(wěn)定土:.U碎石基層」砼面層攔淡W砂礫層一土基第三部分極限彎矩法計(jì)算面層厚度1、確定一個(gè)機(jī)輪上的計(jì)算荷載Pd。Pd=K「nPP=1?—.G=嘗*x50210=1164%i2L2 2x2x11.38主滑行道：P=1.25x1.0x11648=14560kg跑道端部：P=1.15x1.0x11648=13395kg跑道中部P=1.10x0.85x11648=10891kg2、計(jì)算輪印相當(dāng)圓半徑r、和直徑d。Pr=，—d丫兀q主滑行道：'14560r= =21.1cm d=42.2cm\3.14x10.4跑道端部：■'13395r=' =20.3cm d=40.6cm\3.14x10.4跑道中部：■'10891r=? =18.3cm d=36.6cmV3.14x10.4

3、初設(shè)道面板厚度h主滑行道： h=32cm跑道端部： h3、初設(shè)道面板厚度h主滑行道： h=32cm跑道端部： h=30cm跑道中部： h=29cm4、確定土基連同基礎(chǔ)的形變模量E0值/ 17=9x160x-2pd主滑行道：跑道端部：跑道中部：17=9x160x 2x14.56=841kgE'017=9x160x2閏。=913kg17=9x160x21089=1124kg二輪起落架的機(jī)輪計(jì)算位置如下圖:系數(shù)K1、K1、K2、K3、K/.由相應(yīng)的表查得:K1=1.39K'=1.391Kj=1.56

主滑行道：K2=0.985、K3=2.0跑道端部：K2=0.983、K3=1.83跑道中部：K2=0.979、K3=1.58將各個(gè)系數(shù)代入原式得：主滑行道：E0=841x1.39x1.39x0.985x2.0x1.56=4994kg/cm2跑道端部：E0=913x1.39x1.39x0.983x1.83x1.56=4950kg/cm2跑道中部：E0=1124x1.39x1.39x0.979x1.58x1.56=5240kg/cm25、計(jì)算板的彈性特征系數(shù)a16E(1-^2)a=f一犯一—h3E(1-3)丫 0主滑行道：1：6x4994(1-0.1672)a= =1HHd-S321350000x(1-0.352) *跑道端部：a=旱x4950(1-0.1672)=0.0152303：350000x(1-0.352)跑道中部：1'6x5240(1-0.1672)a=——q =0.016029V350000x(1-0.352)6、判斷板的類(lèi)型:“ .'400x500cs,R=‘ =252.4cm3.14S=2(aR)2主滑行道：S=2(0.0143x252.4)3=23.5>10跑道端部：S=2(0.0152x252.4)3=28.2>10跑道中部：S=2(0.0160x252.4)3=32.9>10屬無(wú)限大板。按上面的機(jī)輪位置圖判斷荷載距板邊的折算距離是否滿(mǎn)足要求:主滑行道：6=aA=0.0143x123=1.76>1.5跑道端部：6=aA=0.0152x123=1.87>1.5跑道中部：6=aA=0.0160x123=1.97>1.5均滿(mǎn)足6>1的要求，可以按無(wú)限大板公式計(jì)算。7、確定板中心最大計(jì)算彎矩ModM=P、M°+M亍)M=Pd(M°+M§)主滑行道：ar=0.0143x21.1=0.302查表6-9M°=0.1677&=aA=0.0143x77=1.10n=0查表6-20得匕=-崩01Mr=0.051yfM=14560x(0.1677-0.001)=2427kg-cm/cmMy=14560x(0.1677+0.051)=3185kg-cm/cmM=M=3185kg-cm/cm同樣可得：跑道端部：M=M=3122kg-cm/cm跑到中部：M=M=3135kg-cm/cm8、確定設(shè)計(jì)彎矩MsM=CMd查表7-2得：取C=1.4主滑行道：M=1.4x3122=4371kg-cm/cm跑道端部：M=1.4x3052=4273kg-cm/cm跑道中部：M=1.4x3135=4389kg-cm/cm9、計(jì)算板厚：h「工\mRwK主滑行道：h='——6