設計題目：大橋1#塔基礎及圍護工程設計
一、建設地點：
武漢市漢陽區/洪山區
武漢鸚鵡洲長江大橋位于武漢市中心城區，北接漢陽的馬鸚路，南連武昌的復興路。橋址距下游武漢長江大橋約２．０ｋｍ，是武漢市首座８車道長江大橋，設計車速６０ｋｍ／ｈ。
二、設計原始資料：
1、 橋梁基本情況
跨江主橋為三塔四跨懸索橋（圖１），結構對稱布置，加勁梁跨徑布置為（２００＋２×８５０＋２００）ｍ；主纜分跨布置為（２２５＋２×８５０＋２２５）ｍ。
圖1 主橋立面圖
該橋是世界上首次采用主纜連續的三塔四跨懸索橋，也是世界上最大跨度的三塔四跨懸索橋。加勁梁為鋼－混凝土結合梁，梁高３ｍ，標準節段長１５ｍ。中塔為鋼－混混合塔，疊合面在橋面以下，疊合面以上為鋼結構，以下為鋼筋混凝土結構；邊塔采用鋼筋混凝土結構。邊塔承受荷載經組合并取最不利工況后，豎向設計荷載為8×105 kN ，順河水平力為15000 kN，順橋向主彎矩為3.4×105 kN﹒m。邊塔為雙墩，單墩截面尺寸為3m×7m，雙墩中心距27m（墩體長向與橋縱向平行）。
2. 工程地質資料
邊塔處（武昌側）覆蓋層厚77.8～81.8ｍ，表部為淤積土，厚5.0～8.0ｍ；上部為軟塑狀粉質黏土，厚3.6～4.4ｍ；中部為中密狀細砂、密實狀細砂，厚31.7～34.1ｍ；下部為密實狀粉細砂、礫砂、圓礫土及可塑狀黏土，厚23.2～45.5ｍ。礫砂及圓礫土中含少量卵石，粒徑以2.0～5.0ｃｍ為主，最大粒徑10.0cm左右，卵石成分主要為石英巖、石英砂巖。
下伏基巖為志留系中統墳頭組（Ｓ２ｆ）泥巖,受斷裂構造影響，巖石破碎，裂隙極發育，巖石多呈碎塊狀，質軟，手可掰斷。
3、水文地質資料
邊塔處覆蓋層以砂類土和碎石類土為主，透水性好，通過抽水試驗測得細砂層的滲透系數為21.7ｍ／ｄ，影響半徑為400ｍ，單位涌水量為21.7ｍ３／ｈ·ｍ。邊塔潮水位9.5m，局部沖刷線位于12.5m。
3. 基礎工程及圍護施工社會技術水平條件
承包該工程的施工單位技術力量雄厚，施工水平很高，建筑材料以及各種半成品由承包公司負責組織供應。
三、設計任務
1. 選型說明
邊塔基礎采用鉆孔灌注樁基礎，對所采用的樁基持力層應進行說明。沉井采用鋼筋混凝土結構，對所采用的井壁斷面形式、內部隔墻布置應進行說明。
2. 設計計算書
A 樁基礎部分
1）樁基礎驗算
�。�1）樁頂荷載計算
�。�2）單樁承載力驗算
�。�3）樁端持力層承載力驗算
2）樁身結構設計
�。�1）樁身材料強度計算及選取
�。�2）水平荷載下樁身彎矩計算：采用m法計算。
3）承臺設計
�。�1）承臺抗彎設計
�。�2）承臺抗沖切設計
�。�3）承臺抗剪設計
B 沉井部分
1）沉井主要尺寸的確定和沉浮系數的驗算
�。�1）參考已建類似的沉井結構，根據群樁基礎的平面布置圖，初定沉井的幾個主要尺寸，如井筒輪廓尺寸、井孔尺寸、井壁厚度、橫梁截面尺寸、跨距等，并估算下沉系數，以控制沉速。
�。�2）估算沉井的抗浮系數，以控制底板的厚度等。
2）施工階段強度計算
�。�1）井壁板內力與配筋計算
�、癯槿|木環節井壁板在豎直平面內的受彎計算
�、� 按正負彎矩相等的兩點“定位墊木”計算井壁內力與配筋；
�、� 按三支點兩跨連續梁計算井壁內力與配筋；
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計算井壁受夾擠處于懸吊狀態時的豎向受拉內力計算與配筋。
�、� 在水土壓力作用下的井壁計算（井壁水平鋼筋計算）
�。�2）刃腳的內力及配筋計算
刃腳斜面與土體摩擦角見地質信息表。刃腳斜面傾角按要求自定。
3．畢業設計應交的其他成果
�。�1）樁基礎布置圖及單樁配筋圖
�。�2）承臺設計計算圖
�。�3）沉井結構布置圖及配筋圖
�。�4）必要的附屬結構設計說明及施工圖
4. 提交一份中英文摘要
四．主要參考資料：
[1] “武漢鸚鵡洲長江大橋主塔基礎及圍護工程勘察報告”
[2] 王曉謀主編. 基礎工程[M]. 北京：人民交通出版社. 2003年8月第三版.
[3] 李明華，楊燦文.武漢鸚鵡洲長江大橋北錨碇新型沉井基礎設計[J]橋梁建設，2011（4）
[4] 羅昕.武漢鸚鵡洲長江大橋南錨碇基礎設計[J]橋梁建設，2011（4）.
[5]《公路橋涵地基與基礎設計規范》 LTG D63-2007
[6]《混凝土結構設計規范》GB50010-2010
[7] 劉琳杰,李華云. 南京大勝關長江大橋6~8號主墩基礎設計[J] 交通科技，2010（2）.
[8] 吳方明. 西陵長江大橋主塔基礎設計[J] 橋梁建設，2003（3）.
[9] 李世文,李衛華. 武漢二七長江大橋主塔基礎設計[J]山西建筑,2010,36(6).
[10] 段良策，殷奇主編.沉井設計與施工[M]. 上海：同濟大學出版社. 2006年5月第一版.
[11] 張鳳祥編.沉井沉箱設計、施工及實例[M]. 北京：建筑工業出版社. 2010年5月第一版.
[12] 《建筑樁基技術規范》（JGJ94-2008），中國建筑工業出版社，2008
[13] 《鋼結構設計規范》（GB50017-2003），中國建筑工業出版社，2003
