現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓蓋課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書

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現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓蓋課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書（完整版）資料(可以直接使用，可編輯優(yōu)秀版資料，歡迎下載）現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓蓋課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書學(xué)生姓名:專業(yè)學(xué)號：指導(dǎo)教師:福建工程學(xué)院土木工程系2021.2鋼筋混凝土單向板肋梁樓蓋課程設(shè)計(jì)任務(wù)書一、設(shè)計(jì)題目設(shè)計(jì)某多層工業(yè)建筑（某生產(chǎn)車間）的中間樓面如圖所示，其中縱向尺寸5＊A，橫向尺寸3＊B；樓蓋尺寸由教師指定（根據(jù)學(xué)號進(jìn)行分配）（采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土單向板肋梁樓蓋）。AAAAAABBB樓蓋平面軸線尺寸示意圖二、設(shè)計(jì)內(nèi)容1、結(jié)構(gòu)平面布置圖：柱網(wǎng)、主梁、次梁及板的布置2、板的強(qiáng)度計(jì)算（按塑性內(nèi)力重分布計(jì)算）3、次梁強(qiáng)度計(jì)算（按塑性內(nèi)力重分布計(jì)算）4、主梁強(qiáng)度計(jì)算（按彈性理論計(jì)算）5、繪制結(jié)構(gòu)施工圖（1）結(jié)構(gòu)平面布置圖（1：200）（2）板的配筋圖（1：50）（3）次梁的配筋圖（1：50；1：25）（4）主梁的配筋圖（1：40；1：20）及彎矩M、剪力V的包絡(luò)圖（5）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)說明三、設(shè)計(jì)資料1、A和B尺寸A1（mm）A2（mm）A3（mm）A4（mm）A5（mm）A6（mm）600066006900720075007800B1（mm）B2（mm）B3（mm）B4（mm）B5（mm）B6（mm）6600690072007500780081002、生產(chǎn)車間的四周外墻均為承重磚墻，其中縱墻厚370mm，橫墻厚度240mm，采用MU10燒結(jié)普通磚、M5混合砂漿砌筑。內(nèi)設(shè)鋼筋混凝土柱，其截面尺寸為350mm×350mm。3、荷載（1）樓面活荷載，單位為（見表一）（2）樓面面層：水磨石地面（3）樓蓋自重：鋼筋混凝土自重標(biāo)準(zhǔn)值（4）平頂粉刷：編號1234564.55.05.56.06.57.04、材料（1）混凝土：C20或C25（2）鋼筋：主梁及次梁受力筋用Ⅱ級鋼筋，板內(nèi)及梁內(nèi)的其它鋼筋可以采用Ⅰ級。四、設(shè)計(jì)要求1.按指導(dǎo)教師給定的設(shè)計(jì)號進(jìn)行設(shè)計(jì)（設(shè)計(jì)號給定的方式為：A＊B＊q*，如A1B3q4）,編制設(shè)計(jì)計(jì)算書。2.繪制樓蓋結(jié)構(gòu)施工圖，包括結(jié)構(gòu)平面布置圖，板配筋圖，次梁和主梁配筋圖。3.結(jié)構(gòu)平面布置：按選定的設(shè)計(jì)號進(jìn)行單向板肋梁樓蓋布置，各構(gòu)件按類型編號，主梁建議采用橫向布置，梁宜貫通，布置應(yīng)規(guī)整，同類型構(gòu)件截面應(yīng)盡可能統(tǒng)一。4.板和次梁采用塑性內(nèi)力重分布方法計(jì)算；主梁采用彈性理論計(jì)算；5.課程設(shè)計(jì)分組情況現(xiàn)澆鋼筋混凝土單向板肋梁樓蓋學(xué)號題號學(xué)號題號學(xué)號題號學(xué)號題號學(xué)號題號1A1B1q613A2B2q625A3B3q637A4B4q649A5B5q62A1B1q514A2B2q526A3B3q538A4B4q550A5B5q53A1B1q415A2B2q427A3B3q439A4B4q451A5B5q44A1B1q316A2B2q328A3B3q340A4B4q352A5B5q35A1B1q217A2B2q229A3B3q241A4B4q253A5B5q26A1B1q118A2B2q130A3B3q142A4B4q154A5B5q17A1B2q619A2B3q631A3B4q643A4B5q655A5B1q68A1B2q520A2B3q532A3B4q544A4B5q556A5B1q59A1B2q421A2B3q433A3B4q445A4B5q457A5B1q410A1B2q322A2B3q334A3B4q346A4B5q358A5B1q311A1B2q223A2B3q235A3B4q247A4B5q259A5B1q212A1B2q124A2B3q136A3B4q148A4B5q160A5B1q1五、進(jìn)度安排（合計(jì)教學(xué)周1周）結(jié)構(gòu)計(jì)算3天繪制結(jié)構(gòu)施工圖1天計(jì)算書、圖紙整理1天六、具體要求計(jì)算書要求采用A4紙打印，條理清楚，頁碼齊全，表格規(guī)范并編寫表格序號，主要計(jì)算步驟、計(jì)算公式、計(jì)算簡圖均應(yīng)列入，并盡量利用表格編制計(jì)算過程。圖面應(yīng)整潔，布置應(yīng)勻稱，字體和線型應(yīng)符合制圖標(biāo)準(zhǔn)。提交全部成果時(shí)請自備檔案袋，并在檔案袋上寫明專業(yè)、姓名、學(xué)號等。圖紙按照標(biāo)準(zhǔn)格式折疊。七、參考文獻(xiàn)1．《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GB50009-2001）2．《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50010-2002）3．混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理，謝成新主編，中國建材工業(yè)出版社混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，曹秀玲主編，中國建材工業(yè)出版社

現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓蓋課程設(shè)計(jì)計(jì)算書學(xué)生姓名:專業(yè)學(xué)號：指導(dǎo)教師:福建工程學(xué)院土木工程系2021.2

現(xiàn)澆鋼筋混凝土單向板肋梁樓蓋設(shè)計(jì)計(jì)算書班級學(xué)號：姓名：（設(shè)計(jì)號：ABq）一、平面結(jié)構(gòu)布置柱網(wǎng)及梁格布置應(yīng)根據(jù)建筑物使用要求確定，因本廠房在使用上無特殊要求，故結(jié)構(gòu)布置應(yīng)滿足實(shí)用經(jīng)濟(jì)的原則，并注意以下問題。1.柱網(wǎng)布置可為正方形或長方形。3.對于板、次梁和主梁，實(shí)際上不宜得到完全相同的計(jì)算跨度，故可將中間各跨布置成等跨，而兩邊跨可布置得稍小些，但跨差不得超過10%。二、板的設(shè)計(jì)（按塑性內(nèi)力重分布計(jì)算）1.板、次梁、主梁的截面尺寸確定板厚，（當(dāng)時(shí)，滿足剛度要求，可不驗(yàn)算撓度）。次梁～，～。主梁～，～。2.板的計(jì)算簡圖板為多跨連續(xù)板，對于跨數(shù)超過五跨的等截面連續(xù)板，其各跨受荷相同，且跨差不超過10%時(shí)，均可按五跨等跨度連續(xù)板計(jì)算。當(dāng)按塑性內(nèi)力重分布計(jì)算時(shí)，其計(jì)算跨度：中跨：邊跨：.()3.荷載計(jì)算取1m寬板帶計(jì)算：面層水磨石每平方米重×1=板自重板厚×γ×1=平頂粉刷每平方米重×1=恒載：活載：標(biāo)準(zhǔn)值×1設(shè)計(jì)值總值：=4.內(nèi)力計(jì)算用塑性內(nèi)力重分布理論計(jì)算，則有α系數(shù)如下：則5.配筋計(jì)算根據(jù)各跨跨中及支座彎矩可列表計(jì)算如下：截面1B2CM（）()選鋼筋實(shí)際配筋位于次梁內(nèi)跨上的板帶，其內(nèi)區(qū)格四周與梁整體連接，故其中間跨的跨中截面（、）和中間支座（）計(jì)算彎矩可以減少20%，其他截面則不予以減少。為了便于施工，在同一板中，鋼筋直徑的種類不宜超過兩種，并注意相鄰兩跨跨中及支座鋼筋宜取相同的間距或整數(shù)倍（彎起式配筋）6、確定各種構(gòu)造鋼筋：包括分布筋、嵌入墻內(nèi)的板面附加鋼筋，垂直于主梁的板面附加鋼筋。7、繪制板的配筋示意圖：可用彎起式或分離式配筋。三、次梁設(shè)計(jì)（按塑性內(nèi)力重分布計(jì)算）1.確定計(jì)算跨度及計(jì)算簡圖當(dāng)按塑性內(nèi)力重分布計(jì)算時(shí)，其計(jì)算跨度：中跨：邊跨：()當(dāng)跨差不超過10%時(shí)，按等跨連續(xù)梁計(jì)算。2.荷載計(jì)算由板傳來：板恒載×次梁間距=次梁肋自重：×鋼筋混凝土容重=次梁粉刷重×粉刷層每平米重=恒載：活載：活載標(biāo)準(zhǔn)值×次梁間距設(shè)計(jì)值總值：=3.內(nèi)力計(jì)算α值：β值：其中：4.正截面強(qiáng)度計(jì)算1）次梁跨中按T形截面計(jì)算，T形截面的翼緣寬度按且考慮。支座截面按矩形截面計(jì)算。所以確定。并判斷是第幾類T形截面。2）鋼筋截面計(jì)算如下：截面1B2CM（）（）()選擇鋼筋實(shí)際配筋截面ACV（）(=)箍筋肢數(shù)、直徑實(shí)配箍筋5.根據(jù)計(jì)算結(jié)果和構(gòu)造要求，繪制次梁配筋示意圖。四、主梁設(shè)計(jì)（內(nèi)力按彈性理論計(jì)算）1.計(jì)算簡圖柱截面350×350，由于鋼筋混凝土主梁抗彎剛度較鋼筋混凝土柱大的多，故可將主梁視作鉸支于鋼筋混凝土柱的連續(xù)梁進(jìn)行計(jì)算。主梁端部支承于磚壁柱上，其支承長度a=370。則主梁計(jì)算跨度：中跨：（支座中心線之距）邊跨：2.荷載計(jì)算為簡化計(jì)算，主梁自重亦按集中荷載考慮。次梁傳來的荷載：次梁恒載×主梁間距=主梁自重：×次梁間距×γ=主梁粉刷重：×次梁間距×每平米粉刷層重=恒載：則活載：次梁活載×主梁間距1)其中，可由書中表查取，L計(jì)算跨度，對于B支座，計(jì)算跨度可取相鄰兩跨的平均值。2）其中，可由書中表查取，3.內(nèi)力計(jì)算主梁彎矩計(jì)算項(xiàng)次荷載簡圖①②③④⑤ ()組合項(xiàng)次組合值()組合項(xiàng)次組合值由此可作出下列幾種情況下的內(nèi)力圖：①+②；①+③；①+④；①+⑤將以上各圖繪于同一坐標(biāo)系上，取其外包線，則為彎矩包絡(luò)圖。主梁剪力計(jì)算項(xiàng)次荷載簡圖①②④ ()組合項(xiàng)次組合值()組合項(xiàng)次組合值同樣可繪出剪力包絡(luò)圖。4.主梁正截面和斜截面承載力計(jì)算正截面配筋計(jì)算截面1B2M()選擇鋼筋實(shí)際鋼筋注意：主梁跨中截面按T形截面計(jì)算，其翼緣寬度按如下計(jì)算：且，并判斷是第幾類T形截面。斜截面配筋計(jì)算截面AV（kN）箍筋直徑、肢數(shù)彎起鋼筋彎起鋼筋面積實(shí)配箍筋5.主梁吊筋計(jì)算由次梁傳于主梁的集中荷載F=G+Q則吊筋面積所以選吊筋為：面積：6.根據(jù)計(jì)算結(jié)果及構(gòu)造要求繪制主梁配筋示意圖7.材料圖及縱筋的彎起和切斷1）按比例繪出主梁的彎矩包絡(luò)圖2）按同樣比例繪出主梁縱向配筋圖，并滿足以下構(gòu)造要求：=1\*GB3①彎起筋應(yīng)在被充分利用的截面以外距離的截面處彎起（下彎點(diǎn)），上彎點(diǎn)距支座邊緣距離為50mm。=2\*GB3②切斷鋼筋應(yīng)在“理論斷點(diǎn)”以外，當(dāng)時(shí)，從該鋼筋充分利用截面伸出的長度；當(dāng)時(shí)，從該鋼筋充分利用截面伸出的長度=3\*GB3③縱筋伸入支座大于等于兩根，且面積不得少于跨中鋼筋面積的50%，并且伸入支座要有一定的錨固長度。五、有關(guān)制圖的一些說明1.圖紙：2.圖標(biāo)：3.字體及圖線：圖紙上所有字體一律采用仿宋字，所有圖線、圖例及尺寸標(biāo)注均須符合制圖標(biāo)準(zhǔn)。4.鋼筋明細(xì)表：（可選則不畫的內(nèi)容）構(gòu)件名稱編號簡圖（mm）直徑長度（mm）數(shù)量總長（m）板①②次梁①②主梁①②（1）對有彎鉤的鋼筋，在計(jì)算長度時(shí)，應(yīng)加上彎鉤長度，每兩個(gè)半圓彎鉤的長度為：鋼筋直徑（mm）6810121416182022252832每兩個(gè)半圓彎鉤長度（mm）80100120150180200240260290330370420（2）一般箍筋標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)包尺寸，箍筋的彎鉤長度按下表：箍筋直徑（mm）5～1012彎鉤長度（2a）值（mm）縱筋d≤25150180d=28～40180210六、參考文獻(xiàn)1.《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50010－2002）2.《建筑結(jié)構(gòu)荷載設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50009－2001）3．混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理，謝成新主編，中國建材工業(yè)出版社混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，曹秀玲主編，中國建材工業(yè)出版社鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目:渡槽（三）姓名：學(xué)號：年級專業(yè)：水利水電工程指導(dǎo)老師：提交時(shí)間：目錄TOC\o"1-3"\h\u25991目錄 121449摘要 29635第一章設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料 418461第二章渡槽計(jì)算 537841.擬定渡槽尺寸 535672.槽身縱向計(jì)算 6160551)內(nèi)力計(jì)算： 6272862)配筋計(jì)算： 744833.槽身橫向計(jì)算 9116651)框架內(nèi)力計(jì)算 9137212)人行道板 1073803)側(cè)墻的配筋計(jì)算 11279954)底板計(jì)算 1273165)橫桿計(jì)算 14210386)人行道板計(jì)算 1613948第三章剛架計(jì)算 17198241.剛架縱向計(jì)算 178722.剛架橫向計(jì)算 21239903.剛架橫向內(nèi)力計(jì)算 22215304.剛架橫向配筋計(jì)算 2213108①立柱配筋計(jì)算 226282②橫梁的配筋計(jì)算： 2317479第四章牛腿配筋計(jì)算 25摘要渡槽是輸送渠道水流跨越河渠，道路，山谷等的架空輸水建筑物，是罐區(qū)水工建筑物中應(yīng)用最廣的建筑物之一，除用于輸送渠水外還可以排洪和導(dǎo)流等之用。現(xiàn)支架鋼筋混凝土矩形渡槽是渡槽的一種，由于它具有設(shè)計(jì)和施工上比較簡單，架模容易，不易漏水等特點(diǎn)，因此廣泛應(yīng)用于丘陵罐區(qū)。許多水利工程、引水工程等大量地使用著渡槽，創(chuàng)造出很多富有特色的新式渡槽、現(xiàn)代化渡槽。為了擺脫這種困境，引水灌溉就成為一項(xiàng)突出的民生工程。隨著大型灌區(qū)工程的發(fā)展，各種輕型結(jié)構(gòu)渡槽、大跨度拱式渡槽被廣泛應(yīng)用，預(yù)制裝配式施工方法也得到推廣。結(jié)構(gòu)形式優(yōu)選理論、新型材料、電子計(jì)算機(jī)技術(shù)及先進(jìn)施工技術(shù)等已開始應(yīng)用。關(guān)鍵詞：渡槽；鋼筋混凝土；排洪；灌溉AbstractTheaqueductisconveyingchannelflowacrosstheriver,theoverheadroad,valleywaterbuilding,isoneofthemostwidelyusedbuildingtankhydraulicbuildings,exceptfortransportingwaterdiversionanddrainagecanalsobeused.Presently,thereinforcedconcreterectangularaqueductisakindofaqueduct.Itiswidelyusedinhillystorageareabecauseofitssimpledesignandconstruction,easyconstructionanddifficultwaterleakage.Manywaterconservancyprojects,waterdiversionprojectsandotherlargeuseaqueduct,andcreatedalotofcharacteristicsofthenewaqueduct,modernaqueduct.Inordertogetridofthispredicament,waterdiversionirrigationhasbecomeaprominentlivelihoodproject.Withthedevelopmentoflarge-scaleirrigationprojects,variouslightstructureaqueduct,largespanarchaqueductiswidelyapplied,prefabricatedconstructionmethodhasbeenpopularized.Structuralformoptimizationtheory,newmaterials,electroniccomputertechnologyandadvancedconstructiontechnologyhavealreadybeguntobeapplied.Keyword：aqueduct；Reinforcedconcrete；Flood；irrigation設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料1.1根據(jù)初步設(shè)計(jì)成果，提出設(shè)計(jì)資料及有關(guān)數(shù)據(jù)如下：該輸水渡槽跨越142m長的低洼地帶見下圖，需修建通過15m3/s設(shè)計(jì)流量及16m3/s校核流量，渡槽無通航要求。經(jīng)水力計(jì)算結(jié)果，槽身最大設(shè)計(jì)水深H=2.75m，校核水深為2.90m。支承結(jié)構(gòu)采用剛架，槽身及剛架均采用整體吊裝的預(yù)制裝配結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)一節(jié)槽身及一個(gè)最大高度的剛架。建筑物等級4級。建筑材料：混凝土強(qiáng)度等級：槽身及剛架采用C20級；基礎(chǔ)采用C15級;基礎(chǔ)墊層為C10級。剛筋混泥土槽身及剛架受力筋為HRB335；分布筋、箍筋、基礎(chǔ)鋼筋HPB235。荷載洼地高2.2m鋼筋混凝土重力密度25KN/m3;人行道人群荷載3KN/m2施工荷載5KN/渡槽所在地區(qū)基本風(fēng)壓0.35KN/地基允許承載力200KN/基礎(chǔ)埋置深度1.3m。欄桿重1.5KN/m24.使用要求：槽身橫向計(jì)算迎水面裂縫寬度允許值[Wsmax]=0.3mm,[WLmax]=0.3mm。槽身縱向計(jì)算底板有抗裂要求。槽身縱向允許撓度[fs]=l0/500,[fL]=l0/550。鋼筋槽身、縱梁級剛架受力筋為Ⅱ級；分布筋、箍筋及基礎(chǔ)鋼筋為Ⅰ級；支座鋼墊板用厚度為6mm的Ⅰ級鋼板。（7）附圖：高程單位（m）5.附圖6.設(shè)計(jì)要求在規(guī)定時(shí)間內(nèi)，獨(dú)立完成下列成果：（1）設(shè)計(jì)計(jì)算書一份。包括：設(shè)計(jì)題目、設(shè)計(jì)資料、結(jié)構(gòu)布置及說明、槽身過水能力計(jì)算、槽身、剛架及基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)配筋計(jì)算（附必要的計(jì)算草圖）。在全過程需詳細(xì)的設(shè)計(jì)說明對計(jì)算書中沒有表達(dá)完全部分的說明。（2）施工詳圖不少于2張（A2圖紙），至少一張手工繪制圖紙。一張用AutoCAD繪制。包括：槽身、剛架基礎(chǔ)配筋圖、鋼筋表及必要說明。圖紙要求布局合理，線條粗細(xì)清晰，尺寸、符號標(biāo)注齊全，符合制圖標(biāo)準(zhǔn)要求。渡槽計(jì)算擬定渡槽尺寸初步選取每節(jié)槽身長度14.2m，槽身底坡，取該渡槽槽壁糟率n=0.013，設(shè)底寬b=2.5m，①按設(shè)計(jì)水深h=2.75m過水面積：濕周：水力半徑：謝才系數(shù)流量：≥滿足設(shè)計(jì)要求②按校核水深h=2.9m過水面積：濕周：水力半徑：謝才系數(shù)流量：≥滿足校核要求槽身縱向計(jì)算縱向受拉鋼筋配筋計(jì)算（滿槽水+人群荷載）內(nèi)力計(jì)算：半邊槽身面積：半邊槽身每米長度承受人群荷載設(shè)計(jì)值：半邊槽身每米長度的自重值=滿槽水時(shí)半邊槽身每米長度承受水重設(shè)計(jì)值（忽略托乘長度）總的均布荷載：槽身跨度取7m(2)槽身縱向受力時(shí)，按簡支梁處理計(jì)算跨度：（3）跨中截面彎矩設(shè)計(jì)值（四級建筑物k=1.15）配筋計(jì)算：因?yàn)椋海俪休d力計(jì)算中，不考慮混凝土承受拉力，故把側(cè)墻看做T型梁：mm，H選為校核水深，鋼筋需排成兩排取a=90mm,,確定，，>0.1，為獨(dú)立t型梁：故，上述兩值均大于翼緣實(shí)有寬度，取第一類T型截面按寬度為400mm的單筋矩形截面計(jì)算，<>,滿足要求，故可置；6A18，6A20()③抗裂驗(yàn)算:查附錄表3得截面抵抗矩塑性系數(shù)考慮截面高度的影響對值進(jìn)行修正，得：，在荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合下:<故槽身抗裂滿足要求。④槽身撓度驗(yàn)算：荷載標(biāo)準(zhǔn)值在槽身縱向跨中產(chǎn)生的彎矩值：槽身縱向抗彎剛度：<[]故槽身縱向撓度驗(yàn)算滿足要求。槽身縱向斜截面受剪承載力計(jì)算應(yīng)為<所以滿足抗剪要求，故不需要由計(jì)算配置抗剪腹筋，抗剪腹筋，架立筋，腰筋按構(gòu)造要求配筋。槽身橫向計(jì)算框架內(nèi)力計(jì)算沿槽身縱向取單位長度脫離體進(jìn)行計(jì)算。側(cè)墻與底板為整體連接，交接處為剛性節(jié)點(diǎn)。橫桿與側(cè)墻也是整體連接，但因橫桿剛度遠(yuǎn)比側(cè)墻剛度小，故可假設(shè)與側(cè)墻鉸接。作用在矩形槽身上的荷載有①槽身結(jié)構(gòu)自重，包括人行道板自重ga,底板自重gc,側(cè)墻自重可略去不計(jì)；②人行道板上的人群荷載gk;③槽內(nèi)側(cè)向水壓力及水重γH，H為最大水深，水位可近似取至橫桿中心線處。H|ΓHPH|ΓH人行道板計(jì)算寬度：計(jì)算跨度：荷載：板自重，人群荷載側(cè)墻的配筋計(jì)算環(huán)境類別為第三類，取c=30mm,a=40mm,則：，<4.0>故截面尺寸滿足抗剪要求。計(jì)算受彎鋼筋：選取4A12（），A12@200跨中最大正彎矩截面配筋背水面按二類環(huán)境，取，則<<所以取選取A12@280側(cè)墻底部迎水面限裂驗(yàn)算：有效配筋率：<[]=滿足限裂要求。底板計(jì)算按端部截面配筋，背水面a’=35mm,c=25mm迎水面a=40mm,c=30mm由于N作用于縱向鋼筋范圍之外，屬于大偏拉構(gòu)件，<0所以取選配A12@280因?yàn)?gt;所以應(yīng)該按最小配筋率配筋選取A12@280底板端部限裂驗(yàn)算:因?yàn)?lt;，所以滿足抗裂要求。最大彎矩抗剪要求取，則：，且<，滿足要求因?yàn)?gt;；故截面尺寸滿足抗剪要求。配筋：>>故按最小配筋率配筋，選取A12@280斜截面受剪承載力計(jì)算：因?yàn)?gt;；故不需要由計(jì)算確定抗剪腹筋。橫桿計(jì)算截面尺寸抗剪計(jì)算與配筋取橫桿間距，，，>因?yàn)闄M桿為大偏拉，因?yàn)?lt;0，最小配筋率配筋所以選配2A10因?yàn)?lt;，最小配筋率配筋所以選配2A10>滿足截面尺寸抗剪要求?？缰凶畲髲澗嘏浣钣?jì)算，，因?yàn)?lt;，故為小偏心受拉<<故按最小配筋率配筋最小配筋為：選取2A10選取2A10人行道板計(jì)算取，，，，，板自重：人群荷載：跨中彎矩：配筋計(jì)算：取，，則：，滿足<>故可以選配：2A10，分布鋼筋選擇A6@250剛架計(jì)算剛架縱向計(jì)算剛架縱向計(jì)算取單根立柱，按柱頂和柱底兩個(gè)截面進(jìn)行。分為正常運(yùn)行和施工時(shí)兩種情況進(jìn)行配筋計(jì)算。考慮縱向彎曲影響，立柱視為下端固定，上端槽身對立柱有一定支承作用，因此立柱的計(jì)算長度取0.7l=0.7×15.25=10.675m.支撐剛架采用三層單剛架。高度為15.25m，兩立柱中心距為2.8m。剛架立柱縱向、橫向尺寸如左圖所示。為加大槽身和剛架頂部的支承面積，剛架頂部沿縱向設(shè)有牛腿，尺寸如圖所示。橫梁與立柱連接處設(shè)有100mm×100mm托承以改善交角處的應(yīng)力狀態(tài)。（1）正常運(yùn)行時(shí)，左右跨槽身傳來的垂直力相等，按軸心受壓構(gòu)件計(jì)算（邊剛架除外）。①柱頂截面配筋計(jì)算：承受軸向壓力設(shè)計(jì)值為立柱截面形狀為300×500的矩形，長細(xì)比>8考慮縱向彎曲的影響，查表得<0說明柱頂截面的受壓筋將不能達(dá)到屈服，按構(gòu)造配筋即可。取故選配4A18()②柱底截面配筋計(jì)算：柱底承受的軸向壓力除槽身傳下來的荷載外，還有剛架自重。P1、P2、P3為剛架自重化成的節(jié)點(diǎn)力，承受軸向壓力設(shè)計(jì)值為:<0，說明柱頂截面的受壓筋將不能達(dá)到屈服，按構(gòu)造配筋即可。選配4A18（2）施工過程中，當(dāng)一跨槽身吊裝完畢，而臨跨尚未吊裝的情況下，剛架頂作用一偏心荷載，應(yīng)按偏心受壓構(gòu)件計(jì)算。由于左右跨槽身都有可能先吊裝，故采用對稱配筋。柱頂截面配筋計(jì)算：承受壓力設(shè)計(jì)值為剛架頂部反力為三角形分：偏心距e0=a=×700=466.67mm由，，>故按實(shí)際偏心距計(jì)算。因?yàn)?gt;1，取>故按大偏心受壓構(gòu)件計(jì)算。<0，按最小配筋率配筋選配4A18<，故也按最小配筋率配筋。選配4A18柱底截面配筋計(jì)算：，，承受壓力設(shè)計(jì)值為偏心距<故按實(shí)際偏心距計(jì)算。>1，故取故按大偏心受壓構(gòu)件計(jì)算。<0，故按最小配筋率配筋選配4A18<故按最小配筋率配筋，選配4A18剛架橫向計(jì)算P為滿槽水、有人群荷載時(shí)槽身傳給剛架的荷載，P’為作用于槽身的水平風(fēng)壓力通過槽身支座，轉(zhuǎn)化為作用于立柱頂?shù)囊焕粔捍怪陛S向力。其余荷載同槽身縱向計(jì)算。剛架橫向內(nèi)力計(jì)算剛架所受外荷載中，垂直的節(jié)點(diǎn)荷載只使立柱產(chǎn)生軸力，對剛架不產(chǎn)生彎矩和剪力；剛架所受的剪力和軸力主要由水平風(fēng)荷載產(chǎn)生。將水平節(jié)點(diǎn)荷載分解為正對稱和反對稱，對稱荷載只引起橫梁軸力，反對稱荷載使整個(gè)剛架產(chǎn)生彎矩、剪力及軸力。按“無剪力分配法”計(jì)算。剛架橫向配筋計(jì)算立柱配筋計(jì)算由剛架內(nèi)力圖可知，立柱控制配筋的截面為柱底截面，彎矩M=81.7kN·m，剪力為52.1kN，軸力為496.5kN。由于風(fēng)向不定，采用對稱配筋。b×h=500mm×400mm，取，計(jì)算一節(jié)立柱時(shí)，按兩端接點(diǎn)為不移動鉸支座考慮其計(jì)算長度：>8，所以需要考慮縱向彎曲的影響。<故按實(shí)際偏心距e0=164.6mm計(jì)算。,>1，取，<，取，>故按大偏心受壓構(gòu)件計(jì)算。，，><，故按最小配筋率配筋選取4A12()剪力較小，不進(jìn)行抗剪計(jì)算。橫梁的配筋計(jì)算：由內(nèi)力計(jì)算圖可知，橫梁控制配筋的截面為橫梁1和橫梁2，1承受最大的軸向壓力，2承受最大的彎矩和剪力。同樣由于風(fēng)壓力來自左右兩個(gè)方向，橫梁的配筋也采用對稱配筋。已知：，，橫梁1配筋計(jì)算（按偏壓構(gòu)件計(jì)算）梁端截面：，偏心距，>橫梁兩端接點(diǎn)按固定端考慮，其計(jì)算長度：<不需要考慮縱向彎曲的影響取=1。>故按大偏心受壓構(gòu)件計(jì)算。<>故選配4A14橫梁2配筋計(jì)算（按受彎構(gòu)件計(jì)算）受彎剛筋配筋控制截面為梁端截面：<>選配4A18斜截面承載力計(jì)算：驗(yàn)算截面尺寸：，<>故截面尺寸滿足抗剪要求。>不需要由計(jì)算確定抗剪腹筋。牛腿配筋計(jì)算按正常運(yùn)行滿槽時(shí)荷載計(jì)算，其荷載組合為滿槽水重+槽身自重+活荷重。荷載分布按三角形分布。由剛架內(nèi)力計(jì)算結(jié)果可知取混凝土保護(hù)層厚度:,驗(yàn)算牛腿截面尺寸:>所以截面尺寸滿足要求。剪跨比<選配3A20

參考文獻(xiàn)SL191-2021水工混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范【S】.北京：中國水利水電出版社，2021水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)學(xué)/河海大學(xué)等編.-4般.-北京：中國水利水電出版社，2021水工混凝土結(jié)構(gòu)習(xí)題與課程設(shè)計(jì)/趙魯光主編.北京：中國水利水電出版社，1998水工建筑物/林繼鏞主編.—5版.—北京:中國水利水電出版社,2021.GB50010-2021混泥土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2021.SDJ20-78水工鋼筋混泥土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S]。北京：水利水電出版社，1978.GB50009－2021建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2021SL252－200水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)注[S].北京：中國水利水電出版社，2001DL5180－2003水利樞紐工程等級劃分及設(shè)計(jì)安全標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：電力出版社，2003GB50011－2021建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，20210.目錄1 路基設(shè)計(jì) 11.1 路基橫斷面設(shè)計(jì) 1 確定路基橫斷面形式 1 確定自然區(qū)劃和路基干濕類型 1 路基橫斷面尺寸設(shè)計(jì) 21.2 道路橫斷面排水設(shè)計(jì) 3 邊溝設(shè)計(jì) 3 排水溝設(shè)計(jì) 3 截水溝設(shè)計(jì) 41.3 路基穩(wěn)定性驗(yàn)算 4 路基穩(wěn)定性驗(yàn)算 4 路基坡面防護(hù) 61.4 路基施工設(shè)計(jì) 7 施工要點(diǎn) 7 路基壓實(shí) 8 其它路基設(shè)施的施工 92 剛性路面設(shè)計(jì) 102.1 行車荷載 10 車輛類型和軸型 10 軸載換算 10 交通分析 122.2 路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì) 13 墊層設(shè)計(jì) 13 基層設(shè)計(jì) 14 面層設(shè)計(jì) 15 路肩設(shè)計(jì) 16 路面排水設(shè)計(jì) 162.3 路面結(jié)構(gòu)層設(shè)計(jì) 17 初擬路面結(jié)構(gòu) 17 路面材料參數(shù)確定 17 基層頂面回彈模量 18 荷載疲勞應(yīng)力分析 20 溫度疲勞應(yīng)力 222.4 接縫設(shè)計(jì) 25 縱向接縫 25 橫向接縫 262.5 水泥混凝土面層混合料設(shè)計(jì) 27 基本要求 27 配合比設(shè)計(jì) 272.6 鋼筋用鋼量計(jì)算 302.7 水泥混凝土路面機(jī)械攤鋪施工 313 柔性路面設(shè)計(jì) 333.1 初擬路面結(jié)構(gòu)方案 333.2 軸載換算并確定路面容許彎沉值 34 車輛類型和軸型 34 以設(shè)計(jì)彎沉值為指標(biāo)軸載換算 34 層底拉應(yīng)力驗(yàn)算軸載換算 363.3 確定路基回彈模量 383.4 確定材料回彈模量 383.5 三層體系簡化確定路面結(jié)構(gòu) 39 求算綜合修正系數(shù) 403.6 驗(yàn)算結(jié)構(gòu)層底地面拉應(yīng)力 41 驗(yàn)算中粒式瀝青混凝土面層 41 驗(yàn)算水泥砂礫基層 43 驗(yàn)算石灰水泥粉煤灰砂礫底基層 443.7 各結(jié)構(gòu)層材料組成設(shè)計(jì) 453.8 各結(jié)構(gòu)層施工技術(shù)要求及質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn) 453.9 工程量及材料組成設(shè)計(jì) 46參考文獻(xiàn) 47路基設(shè)計(jì)路基是在地表按照道路路線位置和一定技術(shù)要求開挖或堆填而成的巖土結(jié)構(gòu)物，是道路的主要組成部分之一，其好壞決定道路的使用品質(zhì)。路基既要有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，又要經(jīng)濟(jì)合理。因此在設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)其使用要求和當(dāng)?shù)刈匀粭l件，并結(jié)合施工方案進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，必要時(shí)還要設(shè)計(jì)多種方案，綜合比較后，以選最優(yōu)。在實(shí)際工程中，水是影響路基強(qiáng)度和穩(wěn)定性的一個(gè)非常重要的因素，因此在設(shè)計(jì)時(shí)要注意路基的排水，同時(shí)要結(jié)合路面排水，形成一個(gè)統(tǒng)一的排水系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)主要依據(jù)《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGD30—2004)、《道路勘測設(shè)計(jì)》和《路基路面工程》教材進(jìn)行設(shè)計(jì)。路基橫斷面設(shè)計(jì)確定路基橫斷面形式路基橫斷面一般有路堤、路塹、半挖半添路基三種方式。根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書要求，本設(shè)計(jì)為南京地區(qū)的二級公路，主要為平原，因此主要采用路堤形式。設(shè)計(jì)為二級公路，雙車道混合形式。確定自然區(qū)劃和路基干濕類型根據(jù)《路基路面工程》可知：南京位于Ⅳ1長江下游平原潤濕區(qū)。路基土質(zhì)為低液限粘土。由《路基路面工程》得路基臨界高度：表1.1路基臨界高度參考值土土組路槽底至水位臨界高度自然區(qū)劃粉性土地下水H1H2H3Ⅳ11.7~1.91.2~1.30.8~0.9根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書，該公路為二級公路雙車道混合行駛，路基高度為0.5m，地下水位1m，因此臨界高度H=0.5+1=1.5m，H2<H<H1，故該路基干濕類型為中濕。路基橫斷面尺寸設(shè)計(jì)南京在長江三角洲地區(qū)，以平原為主，本公路為二級公路雙車道混合行駛，并考慮該地區(qū)經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)，取計(jì)算行車速度為60Km/h（1）路基寬度：由《道路勘測設(shè)計(jì)》可歸納得：表1.2路基寬度參數(shù)二級公路雙車道80Km/h行車道寬度(m)硬路肩(m)土路肩(m)3.751.50.75行車道寬度：3.75×2=7.5m硬路肩寬度：0.75×2=1.5m土路肩寬度：0.75×2=1.5m則，路基寬度：7.5+1.5+1.5=10.5m得路基橫斷面圖如圖1.1所示：圖1.1路基橫斷面圖（2）路基邊坡坡率：路堤填土高度為0.5m，路基填料為細(xì)粒土，根據(jù)《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGD30—2004)，由表1.3可得，取路基邊坡坡率為1?1.5，則邊坡寬度b=1.5H=0.75m。表1.3路堤邊坡坡率填料類別邊坡坡率上部高度（H≤8m）下部高度（H≤12m）細(xì)粒土1?1.51?1.75粗粒土1?1.51?1.75巨粒土1?1.31?1.75道路橫斷面排水設(shè)計(jì)邊溝設(shè)計(jì)路基邊溝參照規(guī)范邊溝類型及使用條件表，在一些低填方路（高度小于邊溝深度）或者挖方段的路肩外側(cè)設(shè)置邊溝排水。邊溝的縱坡一般與路線縱坡一致。邊溝橫斷面采用梯形，內(nèi)測邊坡坡率為1?1.5，外側(cè)邊坡坡度與挖方邊坡坡度相同。由于該公路位于東南潮熱區(qū)，降雨量較大，邊溝采用漿砌片石鋪砌，砌筑用砂漿M7.5號。溝底寬度0.4m邊溝尺寸如圖1.2圖1.2邊溝構(gòu)造圖排水溝設(shè)計(jì)排水溝用來將邊溝、截水溝、和取土坑匯聚的水、邊坡坡面水及路基附近的積水引出路基附近。排水溝應(yīng)盡量采用直線，必須轉(zhuǎn)彎時(shí)其半徑不宜小于10m，排水溝的長度不宜大于500m。截水溝設(shè)計(jì)南京地區(qū)由于位于河流下游平原開闊地帶，一般不必設(shè)截水溝。如必須設(shè)置，根據(jù)《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGD30—2004)，挖方路基的塹頂截水溝應(yīng)設(shè)在坡口5m之外，并宜結(jié)合地形進(jìn)行布設(shè)。填方路基上側(cè)的路堤截水溝距填方坡腳的距離，應(yīng)不小于2m。截水溝斷面形式應(yīng)結(jié)合設(shè)置位置、排水量、地形及邊坡情況確定，一般情況下，溝底縱坡不宜小于0.3%。截水溝應(yīng)進(jìn)行防滲加固。圖1.3截水溝構(gòu)造圖路基穩(wěn)定性驗(yàn)算路基穩(wěn)定性驗(yàn)算路堤填土高h(yuǎn)1=8m，路堤邊坡坡率為m=1?1.5，路堤填料為粘質(zhì)土，粘聚力C=20KPa，內(nèi)摩擦角φ=35°（tanφ=0.7）。土的容重取γ=20KN/m3。（1）車輛荷載的換算在進(jìn)行路堤穩(wěn)定性驗(yàn)算時(shí)，需將車輛荷載按最不利情況排列，并換算成相當(dāng)?shù)耐翆雍穸?，在?jì)入條塊面積內(nèi)一起進(jìn)行重力計(jì)算。由《路基路面工程》有：(1-1)式中：N—并列車輛數(shù)，雙車道混合形式N=2；L—標(biāo)準(zhǔn)車輛軸載為12.8mQ—一輛重車的重力（標(biāo)準(zhǔn)車輛荷載為550KN）；γ—路基填料的重度為20KN/m3；B—荷載橫向分布寬度，近似取路基寬10.5m數(shù)值帶入計(jì)算可得：h0=0.41m，取h0=0.4m（2）路堤橫斷面用4.5H法滑動面圓心位置的輔助線，取通過路堤坡腳和距路基左邊緣1/3路基跨度處的圓弧。繪出圓弧滑動面的計(jì)算圖示，如圖1.4所示：圖1.44.5H法確定圓心位置圖示其中，輔助線的作圖表值參考表1.4：表1.4輔助線的作圖表值邊坡坡度邊坡角β1β21?1.530°40′26°35°（3）穩(wěn)定系數(shù)K值由《路基路面工程》有：(1-2)式中：Ni—各土條的法向分力，Ni=Qicosαi；Ti—各土條的切向分力，Ti=Qisinαi；αi—各土條重心與圓心連接線對豎軸y的夾角；L—圓弧滑動面全長，L=18.64f—巖土的摩擦系數(shù)，f=tanφ邊坡計(jì)算高度H=8m綜上可列穩(wěn)定性計(jì)算表如表1.5所示：表1.5路堤穩(wěn)定性計(jì)算表編號αicosαisinαiAiQiNiTi1-4°53′0.99-0.081.4128.227.92-2.2622°36′0.990.043.9979.8793.19310°9′0.980.176.07121.4118.9720.64417°52′0.950.37.63152.6144.9745.78525°57′0.90.438.62172.4155.1674.13634°40′0.820.578.91178.2146.12101.57744°27′0.710.77.46149.2105.93104.44856°28′0.550.832.8356.631.1346.98總和46.92938.4809.2394.47則，穩(wěn)定系數(shù)。由于K>1.45，所以路基穩(wěn)定性驗(yàn)算結(jié)果滿足要求。路基坡面防護(hù)由于南京地區(qū)處于亞熱帶濕熱氣候區(qū)，年降雨量在1000~1500mm，對路基沖刷較大，結(jié)合二級公路的標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)設(shè)置路基坡面防護(hù)。根據(jù)《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGD30—2004)，路基較低，路基邊坡坡率為1:1.5，可設(shè)植被防護(hù)。植被防護(hù)時(shí)宜選擇易成活、生長快、根系發(fā)達(dá)、葉莖矮或有匍匐莖的多年生草種。路基挖方較大時(shí)，可設(shè)骨架加固，即骨架植物防護(hù)。圖1.5植被坡面防護(hù)圖示圖1.6骨架植物坡面防護(hù)圖示路基施工設(shè)計(jì)路基施工主要是修筑路堤，并將其壓實(shí)，同時(shí)注意排水工作。修筑路堤時(shí)要注意合理取土，因地制宜，符合環(huán)保要求，防止污染環(huán)境，以適當(dāng)處理，減少棄土侵占耕地，防止水土流失和瘀塞河道。施工要點(diǎn)1）基本要求土質(zhì)路基的挖填，首先必須搞好施工排水，包括地面臨時(shí)排水溝槽及設(shè)法降低地下水位,以便始終保持施工場地的干燥。路基挖填范圍內(nèi)的地表障礙物，事先應(yīng)予以拆除。路塹開挖，應(yīng)在全橫斷面進(jìn)行，自上而下一次成型。土質(zhì)路堤分層填平壓實(shí)，是確保施工質(zhì)量的關(guān)鍵。主要采用機(jī)械化施工，人工輔助配合的方式進(jìn)行路基施工。路堤填方材料，應(yīng)有一定的強(qiáng)度。經(jīng)野外取土試驗(yàn)，二級公路應(yīng)符合表1.6的規(guī)定時(shí)才能使用。表1.6路堤填方材料最小強(qiáng)度和最大粒徑表填料應(yīng)有部位（路床頂面以下深度）（m）填料最小強(qiáng)度（CBR）(%)路堤上路床（0~30）6下路床（30~80）4上路堤（80~150）3下路堤（>150）2零填及路塹路床（0~30）6（30~80）4（2）填挖方案土質(zhì)路堤填筑，主要采用不同的土水平分層平鋪的方式，以保證強(qiáng)度均應(yīng)。層填筑層壓實(shí)分層的最大攤鋪層厚土質(zhì)類別實(shí)機(jī)具功能碾壓遍數(shù)最大攤鋪厚度，不宜超過50m，填筑至路床底面，最后一層的最小壓實(shí)厚度，不應(yīng)小于8m。路基壓實(shí)采用重型壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，壓實(shí)度應(yīng)符合《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGD30—2004)的要求。路基基底為耕地或土質(zhì)松散時(shí)，應(yīng)在填前進(jìn)行壓實(shí)路基設(shè)計(jì)時(shí)，可考慮了清理場地后進(jìn)行填筑壓實(shí)，厚度按需要開挖時(shí)，土質(zhì)路塹開挖，主要采用縱向全款掘進(jìn)和橫向通道掘進(jìn)兩種方式。路基壓實(shí)（1）機(jī)具選擇與操作根據(jù)各種填料的不同性質(zhì)以及不同土層厚度，采用最適宜的壓實(shí)機(jī)械進(jìn)行施工。路基壓實(shí)應(yīng)在最佳含水率條件下進(jìn)行。（2）壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)本公路為二級公路，按現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定，路基壓實(shí)度應(yīng)滿足表1.7的要求。表1.7路基壓實(shí)度填挖類別路床頂面以下深度（m）路基壓實(shí)度（%）零填及挖方0~0.3≥950.3~0.8≥95填方0~0.8≥950.8~1.5≥94>1.5≥92其它路基設(shè)施的施工這里主要包括邊坡施工和排水設(shè)施（包括邊溝、排水溝、截水溝等）施工，前面已經(jīng)說明，這里不再贅述。但需要說明的是，邊坡和排水設(shè)施施工時(shí)，應(yīng)注意有足夠的壓實(shí)度。比如邊坡坡面的壓實(shí)，邊溝、排水溝、截水溝溝底和溝底兩側(cè)坡面的壓實(shí)，要符合相應(yīng)的技術(shù)要求。剛性路面設(shè)計(jì)剛性路面即水泥混凝土路面，具有較高的力學(xué)強(qiáng)度，在車輪荷載作用下變形較小。所以，混凝土板通常工作在彈性階段。本水泥混凝土路面設(shè)計(jì)主要依據(jù)《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGD40—2002)和《路基路面工程》教材。在荷載圖示方面采用靜力作用均布面荷載；在路面板形態(tài)方面，采用半空間彈性地基有限大矩形板理論。行車荷載車輛類型和軸型根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書及有關(guān)資料，得車輛軸重參數(shù)如下表：表2.1車輛軸重參數(shù)參考表車型分類汽車車型前軸重（kN）后軸重（kN）后軸數(shù)后軸輪組數(shù)后軸距（m）交通量小客車桑塔納200000000959中客車江淮AL66001726.5120143大客車黃海DD6804991.5120248輕型貨車北京BJ13013.427.4120361中型貨車東風(fēng)EQ14023.669.3120185中型貨車黃河JN16358.6114120290鉸接掛車東風(fēng)SP925050.7113.3324196軸載換算根據(jù)《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGD40—2002)，我國路面設(shè)計(jì)規(guī)范中選用雙輪組單軸軸載100KN（以BZZ-100表示）為標(biāo)準(zhǔn)軸載，標(biāo)準(zhǔn)軸載的有關(guān)計(jì)算參數(shù)具體見表2.2：表2.2標(biāo)準(zhǔn)軸載計(jì)算參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)軸載BZZ—100軸載P（KN）100輪胎接地壓強(qiáng)p（MPa）0.70單輪傳壓面當(dāng)量直徑d（cm）21.30兩輪中心距（cm）1.5d水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以100KN的單軸-雙輪組荷載作為標(biāo)準(zhǔn)軸載。不同軸輪型和軸載的作用次數(shù)，換算為標(biāo)準(zhǔn)軸載的作用次數(shù)。由《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGD40—2002)有(2-1)(2-2)或(2-3)或(2-4)式中：Ns—100KN的單軸-雙輪組標(biāo)準(zhǔn)軸載的作用次數(shù)；Pi—單軸-單輪、單軸-雙輪組、雙軸-雙輪組或三軸-雙輪組軸型級軸載的總重（KN）；—軸型和軸載級位數(shù)；—各類軸型級軸載的作用次數(shù)；—軸-輪型系數(shù)，單軸-雙輪組時(shí)，=1；單軸-單輪時(shí)，按（2-2）計(jì)算；雙軸-雙輪組時(shí)，按（2-3）計(jì)算；三軸-雙輪組時(shí)，按（2-4）計(jì)算。對于標(biāo)準(zhǔn)軸載作用次數(shù)的統(tǒng)計(jì)，去掉影響較小的軸載小于40KN的交通量。并由式2.1~2.3計(jì)算結(jié)果列表如下：表2.3軸載換算計(jì)算表軸載Pi（KN）每日通過次數(shù)（次/d）BZZ-100軸次（次/d）095910026.514310091.524810.24146027.436110069.318510.00281114.029018.137223603×113.31960.79×10-8317408558.9492∑=2913則可知本路建成初期每晝夜雙向混合交通量換算成標(biāo)準(zhǔn)軸載的作用次數(shù)為2913次/d。交通分析由《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGD40—2002)可得二級公路的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為20年，具體數(shù)值見表2.4：表2.4可靠度設(shè)計(jì)指標(biāo)公路技術(shù)等級高速公路一級公路二級公路三、四級公路安全等級一級二級三級四級設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期（a）30302020目標(biāo)可靠度（％）95908580目標(biāo)可靠指標(biāo)1.641.281.040.84變異水平等級低低～中中中～高則設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)路面所承受的標(biāo)準(zhǔn)軸載累計(jì)作用次數(shù)為Ni，則有：(2-5)其中，t=20，n1=2913，γ=7%。則有由于路面設(shè)計(jì)依據(jù)的交通量是設(shè)計(jì)車道上的交通量，所以，應(yīng)對道路交通量乘以方向不均勻系數(shù)及車道不均勻系數(shù)。方向不均勻系數(shù)取0.5，車道不均勻系數(shù)取1.0。則有設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)設(shè)計(jì)車道所承受的標(biāo)準(zhǔn)軸載累計(jì)作用次數(shù)Ns為：Ns=Ni×0.5×1.0=43588253×0.5×1.0=21294127(2-7)車道橫斷面上各點(diǎn)所受的軸載作用次數(shù)，僅為通過該車道斷面的軸載作用次數(shù)的一部分。水泥混凝土路面的臨界疲勞荷位為縱縫邊緣中部，該處的輪跡橫向分布系數(shù)，按實(shí)際測定結(jié)果參照表2.5所示。表2.5車輛輪跡橫向分布系數(shù)公路等級縱縫邊緣處高速、一級公路、收費(fèi)站0.17~0.22二級及二級以下公路行車道寬大于7m0.34~0.39行車道寬小于或等于7m0.54~0.62本公路為二級公路雙向混合形式，取η=0.38。則，設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)面層臨界荷位出得標(biāo)準(zhǔn)軸載累積作用次數(shù)Ne。Ne=Ns·η=×0.38=(2-8)水泥混凝土路面所承受的交通軸載作用，按設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)設(shè)計(jì)車道所承受的標(biāo)準(zhǔn)軸載累計(jì)作用次數(shù)分為四級，分級范圍如表2.6所示。表2.6交通分級交通等級特重重中等輕設(shè)計(jì)車道標(biāo)準(zhǔn)軸載累計(jì)作用次數(shù)Ne（104）＞2000100～20003～100＜3由表2.6可知，本道路交通屬于重交通。路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)墊層設(shè)計(jì)本公路由于位于南京地區(qū)，地下水位為1m，路基高度為0.5米，路基干濕類型為中濕，降雨量較多，需要在路基和基層之間設(shè)置墊層，以改善路基的濕度和溫度狀況，保證面層和基層的強(qiáng)度、剛度及溫度性。由于修筑墊層的材料，強(qiáng)度要求不一定要求很高，但水穩(wěn)性和隔溫性能要好，本設(shè)計(jì)考慮到公路所在地區(qū)降雨量較大，地下水位較高，主要采用排水墊層。排水墊層所采用的材料是砂礫，砂礫墊層應(yīng)采用潔凈的中、粗砂及礫石，含泥量不大于5%，并將其中的植物、雜質(zhì)清除干凈，也可以采用天然級配的砂礫料，其最大粒徑不大于50mm。應(yīng)注意防止粗細(xì)粒料分離現(xiàn)象。由《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGD40—2002)，墊層的寬度應(yīng)與路基同寬，其最小厚度為150mm。本設(shè)計(jì)取墊層厚度為160mm基層設(shè)計(jì)在面層下設(shè)置基層的主要目的是防止唧泥、錯臺和由此引起的面板斷裂等損壞的出現(xiàn)，并承受面層傳遞下來的荷載。因此要求剛度與面層匹配，細(xì)粒土含量少、耐沖刷能力強(qiáng)和有排水設(shè)施，具有一定的剛度和承載能力。（1）類型由于本公路交通屬于重交通。由《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGD40—2002)可得適宜的基層類型如表2.7所示。表2.7適宜各類交通等級的基層類型交通等級基層類型特重交通貧混凝土、碾壓混凝土或?yàn)r青混凝土基層重交通水泥穩(wěn)定粒料或?yàn)r青穩(wěn)定碎石基層中等或輕交通水泥穩(wěn)定粒料、石灰粉煤灰穩(wěn)定粒料或級配粒料基層根據(jù)路基的基本參數(shù)和南京地區(qū)的自然環(huán)境，決定采用多空隙水泥穩(wěn)定碎石排水基層，并在基層下鋪設(shè)底基層，采用石灰粉煤灰穩(wěn)定集料，以滿足重交通的需要。（2）寬度由《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGD40—2002)知，基層的寬度應(yīng)比混凝土面層每側(cè)至少寬出300mm（采用小型機(jī)具施工時(shí)）或500mm（軌模式攤鋪機(jī)施工時(shí)）或650mm（滑模式攤鋪機(jī)施工時(shí)）。路肩采用混凝土面層，其厚度與行車道面層相同時(shí)，基層寬度宜與路基同寬。級配粒料基層的寬度也宜與路基同寬。本設(shè)計(jì)采用與路基同寬度的基層。（3）厚度由《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGD40—2002)?？芍黝惢鶎雍穸鹊倪m宜范圍，如表2.8所示。表2.8各類基層厚度的適宜范圍基層類型厚度適宜的范圍（mm）貧混凝土或碾壓混凝土基層120～200水泥或石灰粉煤灰穩(wěn)定粒料基層150～250瀝青混凝土基層40～60瀝青穩(wěn)定碎石基層80～100級配粒料基層150～200多孔隙水泥穩(wěn)定碎石排水基層100～140瀝青穩(wěn)定碎石排水基層80～100考慮到二級公路的設(shè)計(jì)要求，且交通量較大，多空隙水泥穩(wěn)定碎石排水基層采用120mm，石灰粉煤灰穩(wěn)定集料底基層采用200mm。面層設(shè)計(jì)類型根據(jù)《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGD40—2002)，水泥混凝土面層應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、耐久性，表面抗滑、耐磨、平整。面層一般采用設(shè)接縫的普通混凝土；面層板的平面尺寸較大或形狀不規(guī)則，路面結(jié)構(gòu)下埋有地下設(shè)施，高填方、軟土地基、填挖交界段的路基等有可能產(chǎn)生不均勻沉降時(shí)，應(yīng)采用設(shè)置接縫的鋼筋混凝土面層。面層類型可根據(jù)適用條件按表2.9選用。表2.9其他面層類型選擇面層類型適用條件連續(xù)配筋混凝土面層高速公路瀝青上面層與連續(xù)配筋混凝土或橫縫設(shè)傳力桿的普通混凝土下面層組成的復(fù)合式路面特重交通的高速公路碾壓混凝土面層二級及二級以下公路、服務(wù)區(qū)停車場鋼纖維混凝土面層標(biāo)高受限制路段、收費(fèi)站、混凝土加鋪層和橋面鋪裝矩形或異形混凝土預(yù)制塊面層服務(wù)區(qū)停車場、二級及二級以下公路橋頭引道沉降未穩(wěn)定段本設(shè)計(jì)為二級道路，根據(jù)表2.9可知應(yīng)采用碾壓混凝土面層。寬度根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書要求，本設(shè)計(jì)面層寬度即路面寬度，為9m。厚度普通混凝土、鋼筋混凝土、碾壓混凝土或配筋混凝土面層所需的厚度，可參照表2.10所示參考范圍。表2.10水泥混凝土面層厚度的參考范圍交通等級特重重公路等級高速一級二級高速一級二級變異水平等級低中低中低中低中面層厚度（mm）≥260≥250≥240270～240260～230250～220交通等級中等輕公路等級二級三、四級三、四級三、四級變異水平等級高中高中高中面層厚度（mm）240～210230～200220～200≤230≤220根據(jù)表2.10可知，二級公路，交通等級為重交通，因此碾壓混凝土面層采用250mm。路肩設(shè)計(jì)路肩鋪面結(jié)構(gòu)應(yīng)具有一定的承載能力，其結(jié)構(gòu)層組合和材料選用應(yīng)與行車道路面相協(xié)調(diào)，并保證進(jìn)入路面結(jié)構(gòu)中的水的排除。路肩鋪面可選用水泥混凝土面層或?yàn)r青面層。本設(shè)計(jì)采用水泥混凝土硬路肩，設(shè)計(jì)厚度與行車道面層同厚，為250mm，且跟行車道面層一樣采用碾壓混凝土結(jié)構(gòu)。路面排水設(shè)計(jì)路面橫坡設(shè)計(jì)根據(jù)《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGD40—2002)，行車道路面應(yīng)設(shè)置雙向或單向橫坡，坡度設(shè)計(jì)為2％。路肩鋪面的橫向坡度值宜比行車道路面的橫坡值大1％～2％，設(shè)計(jì)為3%。（2）集水管和集水溝設(shè)計(jì)由于行車道路面結(jié)構(gòu)設(shè)置了排水基層或墊層，應(yīng)在排水基層或墊外側(cè)邊緣設(shè)置縱向集水溝和帶孔集水管，并間隔80m設(shè)置橫向排水管。帶孔集水管和孔徑采用120mm。集水溝的寬度采用300mm。集水溝的深度應(yīng)能保證集水管管頂?shù)陀谂潘畬拥酌?，并有足夠厚度和回填料使集水管不被施工機(jī)械壓裂。溝內(nèi)回填料宜采用與排水基層或墊層相同的透水性材料，或者不含細(xì)料的碎石或礫石粒料?；靥盍吓c溝壁間應(yīng)鋪設(shè)無紡反濾織物。橫向排水管不帶孔，其管徑與集水管相同。集水溝和集水管的縱坡與路線縱坡相同，且不小于0.25%。橫向排水管的坡度為7%。路面結(jié)構(gòu)層設(shè)計(jì)初擬路面結(jié)構(gòu)根據(jù)路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)，可知路面結(jié)構(gòu)層設(shè)計(jì)參數(shù)如下表：表2.11路面結(jié)構(gòu)層設(shè)計(jì)參數(shù)路面結(jié)構(gòu)層厚度（m）寬度（m)結(jié)構(gòu)類型面層0.259碾壓混凝土面層基層0.1210.5多空隙水泥穩(wěn)定碎石排水基層底基層0.210.5石灰粉煤灰穩(wěn)定粒料墊層0.1610.5天然砂礫路面材料參數(shù)確定面層由《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGD40—2002)可得普通混凝土面層彎拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值如表2.12所示。表2.12水泥混凝土設(shè)計(jì)彎拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值交通等級特重重中等輕水泥混凝土的彎拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（MPa）5.05.04.54.0鋼纖維混凝土的彎拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（MPa）6.06.05.55.0同時(shí)可得相應(yīng)的彎拉彈性模量如表2.13所示。表2.13水泥混凝土彎拉彈性模量經(jīng)驗(yàn)參考值彎拉強(qiáng)度（MPa）1.01.52.02.53.03.54.04.55.05.5抗壓強(qiáng)度（MPa）5.07.711.014.919.324.229.735.841.848.4彎拉彈性模量（GPa）10151821232527293133根據(jù)本設(shè)計(jì)交通等級為重交通，取普通混凝土面層的彎拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為5.0MPa，相應(yīng)彎拉彈性模量標(biāo)準(zhǔn)值為31GPa。基層表2.14墊層和基層材料回彈模量經(jīng)驗(yàn)參考值材料類型回彈模量（MPa）天然沙礫150~200石灰粉煤灰穩(wěn)定粒料1300~1700由表2.14得石灰粉煤灰穩(wěn)定粒料基層回彈模量取1400MPa。（3）墊層同樣由表2.14得天然砂礫墊層的回彈模量取180MPa。（4）路基由設(shè)計(jì)任務(wù)書可知，路基回彈模量為32MPa?；鶎禹斆婊貜椖Ａ坑伞豆匪嗷炷谅访嬖O(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGD40—2002)得基層頂面回彈模量的計(jì)算公式如下：(2-9)(2-10)(2-11)(2-12)(2-13)(2-14)式中：Et——基層頂面的當(dāng)量回彈模量(MPa)；E0——路床頂面的回彈模量(MPa)；Ex——基層和底基層或墊層的當(dāng)量回彈模量(MPa)；E1、E2——基層和底基層或墊層的回彈模量(MPa)；hx——基層和底基層或墊層的當(dāng)量厚度(m)；Dx——基層和底基層或墊層的當(dāng)量彎曲剛度(MN-m)；h1、h2——基層和底基層或墊層的厚度(m)；a、b——與Ex／E0有關(guān)的回歸系數(shù)。將數(shù)據(jù)代入上式，可解得：由《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGD40—2002)，有基層頂面的當(dāng)量回彈模量Et的最低要求見表2.15所示。表2.15基層頂面回彈模量Et最低要求交通量等級特重重中等輕回彈模量Et（MPa）1201008080由于所以算的Et=152MPa，大于100MPa，所以滿足要求。荷載疲勞應(yīng)力分析（1）公式根據(jù)《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGD40—2002)，選取混凝土板的縱向邊緣中部作為產(chǎn)生最大荷載和溫度梯度綜合疲勞損壞的臨界荷位。標(biāo)準(zhǔn)軸載PS在臨界荷位處產(chǎn)生的荷載疲勞應(yīng)力按式（2-15）確定。σpr=krkfkcσps（2-15）式中：σpr——標(biāo)準(zhǔn)軸載PS在臨界荷位處產(chǎn)生的荷載疲勞應(yīng)力(MPa)；σps——標(biāo)準(zhǔn)軸載PS在四邊自由板的臨界荷位處產(chǎn)生的荷載應(yīng)力(MPa)，按式（2-16）計(jì)算確定；kr——考慮接縫傳荷能力的應(yīng)力折減系數(shù)，縱縫為設(shè)拉桿的平縫時(shí)，kr=0.87～0.92(剛性和半剛性基層取低值，柔性基層取高值)；縱縫為不設(shè)拉桿的平縫或自由邊時(shí)，kr=1.0；縱縫為設(shè)拉桿的企口縫時(shí)，kr=0.76～0.84；kf——考慮設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)荷載應(yīng)力累計(jì)疲勞作用的疲勞應(yīng)力系數(shù)，按式（2-18）計(jì)算確定；kc——考慮偏載和動載等因素對路面疲勞損壞影響的綜合系數(shù)，按公路等級查表2.16確定。表2.16綜合系數(shù)kc公路等級高速公路一級公路二級公路三、四級公路kc1.301.251.201.10標(biāo)準(zhǔn)軸載PS在四邊自由板臨界荷位處產(chǎn)生的荷載應(yīng)力按下式計(jì)算。σps=0.077（2-16）r=0.537h（2-17）式中：σps——標(biāo)準(zhǔn)軸載PS在四邊自由板臨界荷位處產(chǎn)生的荷載應(yīng)力(MPa)；r——混凝土板的相對剛度半徑(m)，按式（2-17）計(jì)算；h——混凝土板的厚度(m)；Ec——水泥混凝土的彎拉彈性模量(MPa)；Et——基層頂面當(dāng)量回彈模量(MPa)。設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)的荷載疲勞應(yīng)力系數(shù)按下式計(jì)算確定。kf=（2-18）式中：kf——設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)的荷載疲勞應(yīng)力系數(shù)；Ne——設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)軸載累計(jì)作用次數(shù)；ν——與混合料性質(zhì)有關(guān)的指數(shù)，普通混凝土、鋼筋混凝土、連續(xù)配筋混凝土，ν=0.057；碾壓混凝土和貧混凝土，ν=0.065。（2）碾壓混凝土面層荷載疲勞應(yīng)力計(jì)算kr=0.87kc=1.20r=0.537h=0.537×0.25×=0.377σps1=0.077=0.077××=0.686σpr1=krkfkcσps=0.87×1.20×2.476×0.686=1.773（MPa）（3）多空隙水泥穩(wěn)定碎石排水基層荷載疲勞應(yīng)力計(jì)算kr=0.87kc=1.20r=0.537h=0.537×0.12×=0.227σps2=0.077=0.077××=2.197σpr2=krkfkcσps=0.87×1.20×2.812×2.197=6.450（MPa）溫度疲勞應(yīng)力（1）公式在臨界荷位處的溫度疲勞應(yīng)力按式(2-19)確定。（2-19）式中：σtr——臨界荷位處的溫度疲勞應(yīng)力(MPa)；σtm——最大溫度梯度時(shí)混凝土板的溫度翹曲應(yīng)力(MPa)；kt——考慮溫度應(yīng)力累計(jì)疲勞作用的疲勞應(yīng)力系數(shù)。最大溫度梯度時(shí)混凝土板的溫度翹曲應(yīng)力按式(2-20)計(jì)算。（2-20）式中：σtm——最大溫度梯度時(shí)混凝土板的溫度翹曲應(yīng)力(MPa)；αc——混凝土的線膨脹系數(shù)(1／℃)，通?？扇?×10-5／℃；Tg——最大溫度梯度，按表2.17查?。籅x——綜合溫度翹曲應(yīng)力和內(nèi)應(yīng)力作用的溫度應(yīng)力系數(shù)，可按／r和h查用圖確定；——板長，即橫縫間距(m)。表2.17最大溫度梯度標(biāo)準(zhǔn)值Tg公路自然區(qū)劃Ⅱ、ⅤⅢⅣ、ⅥⅦ最大溫度梯度(℃/m)88～8390～9586～9293～98圖2.1溫度應(yīng)力系數(shù)Bx溫度疲勞應(yīng)力系數(shù)可按式(2-21)計(jì)算確定。（2-21）式中：a、b和c——回歸系數(shù)，按所在地區(qū)的公路自然區(qū)劃查表2.18確定。表2.18回歸系數(shù)a、b和c系數(shù)公路自然區(qū)劃IIIIIⅣVⅥV11a0.8280.8550.8410.8710.8370.834b0.0410.0410.0580.0710.0380.052c1.3231.3551.3231.2871.3821.270碾壓混凝土面層溫度疲勞應(yīng)力計(jì)算（3）多空隙水泥穩(wěn)定碎石排水基層荷載疲勞應(yīng)力計(jì)算故不會出現(xiàn)溫度翹曲應(yīng)力。接縫設(shè)計(jì)混凝土路面板由于溫度或濕度變化、硬化時(shí)的收縮等原因，會出現(xiàn)脹縮合翹曲。設(shè)置接縫，可減小混凝土板因變形受到約束而產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，并滿足施工的需要?？v向接縫縱縫應(yīng)與路線中縫平行。在路面等寬的路段內(nèi)或路面變寬路段的等寬部分，縱縫的間距和形式應(yīng)保持一致。路面變寬段的加寬部分與等寬部分之間，以縱向施工縫隔開。縱縫設(shè)在劃分車道線的位置，由于一次鋪筑寬度小于路面寬度，設(shè)置縱向施工縫?？v縫與路線中縫平行?？v向施工縫采用平縫加拉桿形式，上部鋸切槽口，深度為30mm，寬度為5mm，槽內(nèi)灌塞填縫料，構(gòu)造如圖2.2所示。圖2.2縱向施工縫構(gòu)造圖拉桿采用螺紋鋼筋，設(shè)在板厚中央，并對拉桿中部100mm范圍內(nèi)進(jìn)行防銹處理。拉桿的直徑、長度和間距，參照表2.19選用。施工布設(shè)時(shí)，拉桿間距按橫向接縫的實(shí)際位置予以調(diào)整。表2.19拉桿直徑、長度和間距（mm）面層厚度（mm）到自由邊或未設(shè)拉桿縱縫的距離（m）3.003.503.754.506.007.5200~25014×700×90014×700×80014×700×70014×700×60014×700×50014×700×400260~30016×800×90016×800×80016×800×70016×800×60016×800×50016×800×400由于設(shè)計(jì)混凝土面層厚度為250mm，一車道寬度即到自由邊距離為3.75m。選用直徑Φ14螺紋鋼筋，長度700mm，間距700mm。橫向接縫橫縫垂直于縱縫，有縮縫、脹縫和施工縫三種。由于設(shè)置脹縫不僅給施工帶來不便，而且也容易出現(xiàn)碎裂、唧泥和錯臺等病害。因此本設(shè)計(jì)主要采用縮縫和施工縫兩種接縫形式。每日施工結(jié)束或因臨時(shí)原因中斷施工時(shí)，設(shè)置橫向施工縫，其位置選在縮縫處。采用傳力桿的平縫形式，其構(gòu)造如圖2.3所示。圖2.3橫向施工縫構(gòu)造圖橫向縮縫等間距布置，采用假縫形式。由于重交通，采用設(shè)傳力桿假縫形式。橫向縮縫頂部鋸切槽口，深度為面層厚度的1/4，寬度為6mm，槽內(nèi)填塞填縫料。傳力桿采用光面鋼筋。其尺寸和間距可按表2.20選用：表2.20傳力桿尺寸和間距（mm）面層厚度（mm）傳力桿直徑傳力桿最小長度傳力桿最大間距2202840030024030400300260324503002803545030030038500300最外側(cè)傳力桿距縱向接縫或自由邊的距離為200mm。水泥混凝土面層厚度250mm。則采用傳力桿直徑Φ32光面鋼筋，長度500mm，間距200mm圖2.4橫向縮縫構(gòu)造圖水泥混凝土面層混合料設(shè)計(jì)基本要求水泥混凝土混合料根據(jù)公路交通量及公路的使用任務(wù)、性質(zhì)，并結(jié)合氣候、水文、土質(zhì)、材料、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)以及施工和養(yǎng)護(hù)條件等，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。獲得符合使用要求與環(huán)境條件相適應(yīng)的路面。混凝土混合料由水泥、粗集料、細(xì)集料、水與外加劑等原材料組成。各種材料的基本技術(shù)要求應(yīng)滿足相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范?；拘阅馨拐蹚?qiáng)度、抗折疲勞強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、變形性能和耐久性等性能也應(yīng)滿足要求。配合比設(shè)計(jì)設(shè)配置52.5級普通水泥礫石混凝土（1）配置抗折強(qiáng)度設(shè)配置滑模攤鋪的水泥混凝土，高速公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)抗折強(qiáng)度5MPa，強(qiáng)度施工保證系數(shù)K=1.15。則配置抗折強(qiáng)度由下式確定：則有，（2）計(jì)算水灰比W/C實(shí)測28d抗折強(qiáng)度平均值取8.40MPa。參照下列兩個(gè)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：帶入數(shù)據(jù)則有，W/C=0.3642或W/C=0.544上述兩個(gè)公式計(jì)算的水灰比，一個(gè)偏小，一個(gè)偏大，取兩個(gè)公式的計(jì)算結(jié)果的平均值W/C=0.454較合適。（3）計(jì)算單位用水量W0取細(xì)度模數(shù)為2.6，參考表2.21得Sp=32%；表2.21砂的細(xì)度模數(shù)與最優(yōu)砂率關(guān)系砂細(xì)度模數(shù)2.2~2.52.5~2.82.8~3.13.1~3.43.4~3.7砂率（%）碎石30~3432~3634~3836~4038~42礫石28~3230~3432~3634~3836~40塌落度h=5cm，由下列經(jīng)驗(yàn)公式可計(jì)算：代入數(shù)據(jù)得，Sp=162.15kg/m3>160kg/m3用水量過大，需使用減水劑。（4）外加劑用量使用外加劑，應(yīng)采用引氣緩凝減水劑用量1.5‰，最優(yōu)減水率7%。減水量計(jì)算如下：7%×162.15=11.35kg/m3，162.12-11.35=120.8kg/m3，符合礫石混凝土最大控制單位用水量155kg/m3的要求。外加劑用量Y0=359×0.0015=0.5385kg/m（5）計(jì)算單位水泥用量C0C0=W0（C/W）=150.8×2.2026=332.15kg考慮到施工的波動，增加水泥用量ΔC=7.85。取C0=340kg/m3，水灰比為150.8/340=0.044。對比耐久性的要求，高速公路水泥混凝土路面的水灰比不大于0.44，基本符合要求，單位用水量不小于300（6）計(jì)算砂石材料用量使用假定密度法計(jì)算，假定礫石混凝土密度2450kg/m3代入上式得，（8）計(jì)算結(jié)果匯總上述計(jì)算結(jié)果如表2.22所示。表2.22施工配合比材料名稱水水泥砂礫石外加劑（kg/m3）15134062713320.52比例0.44411.983.291.5‰鋼筋用鋼量計(jì)算由2.5接縫設(shè)計(jì)可歸納得路面用拉桿及傳力桿所用鋼筋的直徑、長度和間距等參數(shù)，匯總得表2.22所示。表2.22路面用鋼筋參數(shù)（mm）接縫縱縫橫縫直徑Φ1432長度L700500間距S700200路面混凝土板長度為4m，寬度依據(jù)行車道寬度及硬路肩寬度分別為3.75m和0.75m，截取計(jì)算路線長1000依據(jù)路線長度和混凝土面板的平面尺寸，計(jì)算可得縱縫和橫縫所分別消耗的鋼筋數(shù)量?？v向：N1=2×(1000/0.7)=2857橫向：N2=(1000/4)×(3.75×2+0.75×2)/0.2=11250查閱相關(guān)資料可得鋼筋單位質(zhì)量如表2.23所示。表2.23鋼筋單位質(zhì)量表接縫縱縫橫縫種類螺紋鋼筋光圓鋼筋直徑(mm)1432單根面積(cm2)1.5398.042單位質(zhì)量(kg/m)1.216.31則可計(jì)算得到所用鋼筋的質(zhì)量：縱縫：G1=2857×0.7×1.21=2420kg橫縫：G2=11250×0.5×6.31=35494kg則，總量G=2420+35494=37914kg水泥混凝土路面機(jī)械攤鋪施工本設(shè)計(jì)水泥混凝土路面施工采用滑模施工技術(shù)。主要參考《公路水泥混凝土路面滑模施工技術(shù)規(guī)范》。本設(shè)計(jì)采用螺旋布料器布料、多根振動棒振動密實(shí)、振搗器上下振搗壓入粗骨料、成型模板擠壓成型和抹光等工序，確保水泥混凝土路面密度，特別是路面的平整度有了明顯的提高，能滿足高速公路的高標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量要求。施工要求：（1）施工前的準(zhǔn)備：根據(jù)質(zhì)量要求驗(yàn)收基層標(biāo)高與平整度，避免因基層的標(biāo)高或平整度的不良而影響水泥混凝土面層。在合格的基層頂面用經(jīng)緯儀和水準(zhǔn)儀測量出道路中心線和標(biāo)高，然后，放出攤鋪機(jī)一側(cè)的基準(zhǔn)線，放線時(shí)每5m（彎道段）或10m（直線段）測設(shè)一個(gè)點(diǎn)，確保標(biāo)高準(zhǔn)確，線形平順。攤鋪機(jī)履帶行走部位的地基，應(yīng)稍整平并有能承載履帶接地壓力的承載力。（2）混凝土制備螺旋布料器均勻布料虛方控制板控制砼進(jìn)入成型模板的數(shù)量振搗棒將砼加以振動密實(shí)振搗器將表面上的粗料壓入砼之中螺旋布料器均勻布料虛方控制板控制砼進(jìn)入成型模板的數(shù)量振搗棒將砼加以振動密實(shí)振搗器將表面上的粗料壓入砼之中成型模板使路面板擠壓成型浮動模板對擠壓成型出來的砼表面進(jìn)行修整抹光板對路表面進(jìn)行搓柔抹光（3）全自動鋪筑攤鋪機(jī)定位后，安裝自動找平傳感裝置并檢查其完好性及操作靈活性，它將直接影響到鋪筑路面的質(zhì)量。全自動攤鋪的工藝為：根據(jù)施工情況，調(diào)整攤鋪速度以及振動棒位置與振動頻率。（5）整修攤鋪機(jī)自動鋪筑路面成型后，為了使路面兩側(cè)的邊角達(dá)到要求的平整度，可備有3m輕型直尺進(jìn)行整修。每天攤鋪機(jī)在開始和結(jié)束鋪筑時(shí)，兩端都采用人工立模板和鋪筑。兩端平整度必須與機(jī)械攤鋪整個(gè)面層保持一致，上述兩端處的人工修邊必須認(rèn)真精修。（6）拉毛、初期養(yǎng)生拉毛質(zhì)量直接影響路面抗滑性能，拉毛可以采用麻袋布拉毛，壓紋機(jī)壓紋或切割成紋。要求紋理均勻、順直、深度適宜。當(dāng)混凝土成型后應(yīng)適時(shí)用潮濕的麻袋布或