设计题目：大桥1#塔基础及围护工程设计
一、建设地点：
武汉市汉阳区/洪山区
武汉鹦鹉洲长江大桥位于武汉市中心城区，北接汉阳的马鹦路，南连武昌的复兴路。桥址距下游武汉长江大桥约２．０ｋｍ，是武汉市首座８车道长江大桥，设计车速６０ｋｍ／ｈ。
二、设计原始资料：
1、 桥梁基本情况
跨江主桥为三塔四跨悬索桥（图１），结构对称布置，加劲梁跨径布置为（２００＋２×８５０＋２００）ｍ；主缆分跨布置为（２２５＋２×８５０＋２２５）ｍ。
图1 主桥立面图
该桥是世界上首次采用主缆连续的三塔四跨悬索桥，也是世界上最大跨度的三塔四跨悬索桥。加劲梁为钢－混凝土结合梁，梁高３ｍ，标准节段长１５ｍ。中塔为钢－混混合塔，叠合面在桥面以下，叠合面以上为钢结构，以下为钢筋混凝土结构；边塔采用钢筋混凝土结构。边塔承受荷载经组合并取最不利工况后，竖向设计荷载为8×105 kN ，顺河水平力为15000 kN，顺桥向主弯矩为3.4×105 kN﹒m。边塔为双墩，单墩截面尺寸为3m×7m，双墩中心距27m（墩体长向与桥纵向平行）。
2. 工程地质资料
边塔处（武昌侧）覆盖层厚77.8～81.8ｍ，表部为淤积土，厚5.0～8.0ｍ；上部为软塑状粉质黏土，厚3.6～4.4ｍ；中部为中密状细砂、密实状细砂，厚31.7～34.1ｍ；下部为密实状粉细砂、砾砂、圆砾土及可塑状黏土，厚23.2～45.5ｍ。砾砂及圆砾土中含少量卵石，粒径以2.0～5.0ｃｍ为主，最大粒径10.0cm左右，卵石成分主要为石英岩、石英砂岩。
下伏基岩为志留系中统坟头组（Ｓ２ｆ）泥岩,受断裂构造影响，岩石破碎，裂隙极发育，岩石多呈碎块状，质软，手可掰断。
3、水文地质资料
边塔处覆盖层以砂类土和碎石类土为主，透水性好，通过抽水试验测得细砂层的渗透系数为21.7ｍ／ｄ，影响半径为400ｍ，单位涌水量为21.7ｍ３／ｈ·ｍ。边塔潮水位9.5m，局部冲刷线位于12.5m。
3. 基础工程及围护施工社会技术水平条件
承包该工程的施工单位技术力量雄厚，施工水平很高，建筑材料以及各种半成品由承包公司负责组织供应。
三、设计任务
1. 选型说明
边塔基础采用钻孔灌注桩基础，对所采用的桩基持力层应进行说明。沉井采用钢筋混凝土结构，对所采用的井壁断面形式、内部隔墙布置应进行说明。
2. 设计计算书
A 桩基础部分
1）桩基础验算
（1）桩顶荷载计算
（2）单桩承载力验算
（3）桩端持力层承载力验算
2）桩身结构设计
（1）桩身材料强度计算及选取
（2）水平荷载下桩身弯矩计算：采用m法计算。
3）承台设计
（1）承台抗弯设计
（2）承台抗冲切设计
（3）承台抗剪设计
B 沉井部分
1）沉井主要尺寸的确定和沉浮系数的验算
（1）参考已建类似的沉井结构，根据群桩基础的平面布置图，初定沉井的几个主要尺寸，如井筒轮廓尺寸、井孔尺寸、井壁厚度、横梁截面尺寸、跨距等，并估算下沉系数，以控制沉速。
（2）估算沉井的抗浮系数，以控制底板的厚度等。
2）施工阶段强度计算
（1）井壁板内力与配筋计算
Ⅰ抽取垫木环节井壁板在竖直平面内的受弯计算
① 按正负弯矩相等的两点“定位垫木”计算井壁内力与配筋；
② 按三支点两跨连续梁计算井壁内力与配筋；
Ⅱ井壁垂直受拉计算
计算井壁受夹挤处于悬吊状态时的竖向受拉内力计算与配筋。
Ⅲ 在水土压力作用下的井壁计算（井壁水平钢筋计算）
（2）刃脚的内力及配筋计算
刃脚斜面与土体摩擦角见地质信息表。刃脚斜面倾角按要求自定。
3．毕业设计应交的其他成果
（1）桩基础布置图及单桩配筋图
（2）承台设计计算图
（3）沉井结构布置图及配筋图
（4）必要的附属结构设计说明及施工图
4. 提交一份中英文摘要
四．主要参考资料：
[1] “武汉鹦鹉洲长江大桥主塔基础及围护工程勘察报告”
[2] 王晓谋主编. 基础工程[M]. 北京：人民交通出版社. 2003年8月第三版.
[3] 李明华，杨灿文.武汉鹦鹉洲长江大桥北锚碇新型沉井基础设计[J]桥梁建设，2011（4）
[4] 罗昕.武汉鹦鹉洲长江大桥南锚碇基础设计[J]桥梁建设，2011（4）.
[5]《公路桥涵地基与基础设计规范》 LTG D63-2007
[6]《混凝土结构设计规范》GB50010-2010
[7] 刘琳杰,李华云. 南京大胜关长江大桥6~8号主墩基础设计[J] 交通科技，2010（2）.
[8] 吴方明. 西陵长江大桥主塔基础设计[J] 桥梁建设，2003（3）.
[9] 李世文,李卫华. 武汉二七长江大桥主塔基础设计[J]山西建筑,2010,36(6).
[10] 段良策，殷奇主编.沉井设计与施工[M]. 上海：同济大学出版社. 2006年5月第一版.
[11] 张凤祥编.沉井沉箱设计、施工及实例[M]. 北京：建筑工业出版社. 2010年5月第一版.
[12] 《建筑桩基技术规范》（JGJ94-2008），中国建筑工业出版社，2008
[13] 《钢结构设计规范》（GB50017-2003），中国建筑工业出版社，2003
