机场道面设计计算书

机场道面设计计算书姓名：张禹学号：061421班级：交通工程指导老师：张伟刚第一部分原始资料一、 详细资料：1、 气温：根据国家统计局统计，吉林省吉林市绝对最高气温24.1度，绝对最低气温为-22.8度，低气温天气持续时间长，冻深可达1.6米，故受冰冻影响较大。2、 降水量：年最大降水量489.9毫米月最大降水量126.7毫米年相对湿度 0.553、 土壤地质情况：地处东北中部山前平原重冻区，山区多为花岗岩，机场附近地势平缓，山石为石灰石，石质坚硬。平原地区，地表土壤覆盖厚度15-30厘米，下层为砂砾岩，在下层为鹅卵石。地下水位稳定，稳定水位一般在15米左右。4、 建材情况：砂：该地区有河流，所产砂含泥量大，不和要求。石：石料丰富，多为花岗岩和石灰岩，强度高，品质好，可作为基石料，还有大量鹅卵石可作为砼料。石灰：该地区有石灰厂，产量高，品质好。木材：此地树林资源丰富，有大量上好木材。5、 设计使用飞机：B737-200二、 任务：1、 进行道面结构设计（滑行道、跑道端部、跑道中部）。2、 进行分仓设计及接缝形式设计。三、 要求提交的结果：1、 道面结构设计计算书（极限弯矩法、极限应力法）。2、 飞行区平面图、结构层选择、分仓、接缝图。第二部分资料分析与设计说明一、 根据所给土壤地质情况，对照我国公路自然划区图表，可把设计机场所在地区确定为1【2东北中部山前平原重冻区。查表7-4得土基回弹模量孔二160kg/cm3,七二0.35，查表3-4的土基顶面％=7.0kg/cm3,再由图3T0得0出修正后的K值为，K=8.0kg/cm3。 0二、 该地区降水量少，地下水位低，石灰土和石料丰富，质量好。由于处于重冻区，土基表层为10cm的沙粒垫层，往上一次是20cm石灰稳定土，15cm碎石基层，最上为砼面层，图示如下：石灰稳定土J-砼面层石灰稳定土J-砼面层砂砾层八土基三、 砼抗弯拉强度R=45kg/cm3,E=350000kg/cm3,u=0.16。砼强度标号为C’。四、道面分仓4mX5；n。跑道和联络道分仓设计草图如下： 35道面板化为当量圆的半径R、竺将0道面板化为当量圆的半径R、竺将0-252.4m。五、设计飞机：B737-200特性参数由表2-3查的，B737-200双轮起落架，主起落架上最大荷载23.36吨，机轮配置如下图：六、动力系数，升力影响系数，工作条件系数（m）和匀质系数分别有表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、 水泥砼面层，考虑到夏季施工，可不设膨胀缝。结合相邻板面传递荷载能力设置传力杆缩缝。跑道长3900米，宽44米；滑行道长3900米，宽26米，跑道中缝与纵缝重合。八、 由于最低气温-22.8度且维持时间长，有属于重冻区，要考虑冰冻影响，以下有两种方案：1、 设置完善的排水设施，加强基层和道面的排水，是保证土基质量的重要环

节。正确设计排水系统，并加强维护以保持通畅，使表面水和基础内的水得

以迅速排出。这样，没有多余水存在，土基就不会过湿，也不会发生冻胀。2、 换土:我国东北地区一些机场，为防止和减轻土基不均匀冻胀，采取换土的深度按冻深分为三种：A、 冰冻深度在0.9米左右的地区，换土深度应达到冰冻线，即：h=H-D式中 h——换土深度H 当地冻深D 道面面层和基层总厚度。B、 冰冻深度在1.5米左右的地区，换土深度按冻深的70-80%考虑，即：h=（0.7〜0.8）H—D该深度相当于总冻胀量的62-75%至于底层未换土部分的冻胀，根据以往翻修经验来看，由于冻深较深，对于道面的不均匀冻胀影响较小，如吉林某机场，在翻修冻害道面时，换土深度达50-60厘米，另一机场则达80厘米，再加上道面（基层和面层）的厚度，相当于冻深的70-80%，看来效果很好。C、 冻深深度超过2米以上的地区，换土深度一般只需换到二分之一的深度，即：h=-H-D2此次设计的机场地处冻深达1.6米的地区，如用换土的方法则用公式B计算。九、 道面分段进行厚度计算。每段荷载因素不同，飞机运动状态不同，对滑行道、跑道端部、跑道中部分别进行计算。十、水泥砼道面，采用刚性道面设计方法，设计内容包括：土基设计，基础设计，板厚设计，分仓设计和接缝构造设计。

十一、依据当地土地和建筑材料情况，按技术经济指标综合考虑。采用石灰稳定土、砂砾垫层、碎石基层和水泥砼道面构成类型比较好，考虑的换土深度可在70-80厘米之间，这样设计受力比较合理。石灰稳定土:.U碎石基层」砼面层拦淡W砂砾层一土基第三部分极限弯矩法计算面层厚度1、确定一个机轮上的计算荷载Pd。Pd=K「nPP=1•—.G=尝*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、计算轮印相当圆半径r、和直径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、初设道面板厚度h主滑行道： h=32cm跑道端部： h3、初设道面板厚度h主滑行道： h=32cm跑道端部： h=30cm跑道中部： h=29cm4、确定土基连同基础的形变模量E0值/ 17=9x160x-2pd主滑行道：跑道端部：跑道中部：17=9x160x 2x14.56=841kgE'017=9x160x2闰。=913kg17=9x160x21089=1124kg二轮起落架的机轮计算位置如下图:系数K1、K1、K2、K3、K/.由相应的表查得: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将各个系数代入原式得：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、计算板的弹性特征系数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、判断板的类型:“ .'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属无限大板。按上面的机轮位置图判断荷载距板边的折算距离是否满足要求: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均满足6>1的要求，可以按无限大板公式计算。7、确定板中心最大计算弯矩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同样可得：跑道端部：M=M=3122kg-cm/cm跑到中部：M=M=3135kg-cm/cm8、确定设计弯矩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、计算板厚：h「工\mRwK主滑行道：h='——6