1、1华中科技大学土木工程与力学学院基础工程课程设计专 业： 道路桥梁与渡河工程班 级： 0903学 号： U200916071姓 名： 龙文兵指导老师： 王雪峰 徐辉 张光永日 期： 2012 年 7 月2目录1、设计资料32、沉井高度及各部分尺寸拟定43、作用效应计算44、基底应力验算85、横向抗力验算96、沉井在施工过程中的强度验算（不排水下沉）97、沉井井壁竖向抗力验算148、井壁横向受力计算149、第一节沉井竖向挠曲验算1810、封底混凝土验算1911、盖板混凝土验算2012、参考文献21附图纸2234沉井基础课程设计计算说明书1、设计资料上部结构为跨径 25+2=27m 的预应力混凝土
2、 T 型钢构。桥梁为二级安全设计等级。下部结构为 C15 混凝土重力式桥墩，基础为钢筋混凝土沉井，沉井各部分采用 C25 混凝土，尺寸如图一所示。 【序号：6】地质情况：1钻孔 2钻孔 3钻孔土层编号 土的名称图例土层顶面标高土层厚度 土层编号 土的名称图例土层顶面标高土层厚度 土层编号 土的名称图例土层顶面标高土层厚度13黏砂土138.0113黏砂土130.0113黏砂土133.014黏土137.02.54黏土129.02.54黏土132.02.511黏土134.511黏土126.511黏土129.5水文资料：常水位高程 132.00m,潮水位高程 142.00m，一般冲刷线高程为 128.
3、5m，局部冲刷线高程为 124.5m施工方法：常水位时筑岛制作沉井，不排水下沉。52、沉井高度及各部分尺寸拟定2.1、沉井高度根据水文资料初步设计沉井的顶面高程为 131m，按水文计算，大、中桥的基础埋置深度应在最大冲刷线以下 2.0m，则沉井所需高度为： =131124.5+2=8.5按地质条件与地基容许承载力考虑，沉井底面应位于黏土层中，根据分析初拟采用沉井高度H=13m，沉井的底面高程 118m，顶节沉井高 6.0m，底节沉井高 7.0m。2.2、沉井的平面尺寸考虑到桥墩的形式，采用两端半圆形中间为矩形的沉井，详细的尺寸如图 1。刃脚踏面的宽度为 0.2m，刃脚高度为 1.5m，则刃脚内
4、侧倾角 为：tantan= 1.51.50.2=49.09453、作用效应计算3.1、梁、桥墩的计算桥梁自重： ；1=2727=729墩帽、墩身自重：=(145.72131)220=3.6721=2.22+3.062,2=21.9422=3.6722+(5.7863.672)3.672=50.1226=13(1+2+12)=13(21.94+50.12+21.9450.12)14.72=516.283； 2=24.5(1.22+3.062.4)0.52+516.28=12800.063.2、车道荷载和人群荷载二级公路的车道荷载取一级公路的车道荷载和集中荷载的 0.75 倍，所以均布荷载： =0
5、.7510.5=7.875/集中荷载： =0.75272=204/人群荷载：3.0kN/m23.2.1 单孔布载：集中荷载和均布荷载的布载方式如图 2汽车荷载支座反力：3=(7.8751227+204)2= 620.625汽车荷载在顺桥向引起的弯矩：1=620.6250.35= 217.219人群荷载支座反力：4=123272=81人群荷载在顺桥向引起的弯矩： 2=810.35=28.353.2.2 两孔布载：集中荷载和均布荷载的布载方式如图 3汽车荷载支座反力：5=(272127.875+204) 2=833人群荷载支座反力： 6=2327=1623.3、风荷载梁上的风荷载： 1=1.527
6、1.25=50.6251=15.47墩帽所受的风荷载： 2=1.255.460.52=3.52=14.720.522=14.46桥墩上的风荷载（常水位最不利）： 3=(5.26+6.58)13.22 1.25=97.68（c3=7.35m）3.4、汽车制动力=510%=84.95考虑井壁侧面上的弹性抗力：=03=557.18481.68 ()其中： ；=22969.230=2.32+4.66=42.2221=(10.1)(+1)=(10.14.610.6)(10.6+1)=11.10=00.65(562.955、横向抗力验算在地面下 z 深度处井壁承受的土横向抗力为:=6(0)0=12(4)+
7、6021(3) =0.6511.16.52(412.556.5)+64.630.7220.6511.16.5(312.556.5) =4.850当 时，=3=2.1673=6198.68111.746.52.167(4.852.167)=9.543当 时，=6.5=6198.68111.746.56.5(4.8506.5)=17.603当 时，=3 3 4cos(3tan+)12当 时，= 4cos(tan+)12其中1=1.0； 2=10.8=1.04cos18.5(20.173 6.5tan18.5+60)1.01.0=314.759.5434cos18.5(20.176.5tan18.5
8、+60)1.01.0=438.1117.603可见，井壁承受的侧面土的横向抗力均满足要求，计算时可以考虑沉井侧面土的横向抗力。6、沉井在施工过程中的强度验算（不排水下沉）6.1、沉井自重下沉验算沉井自重： =1+2+3+4=708.25+4394.08+313.6+3836.21=9252.14沉井浮力： =(1+2+3+4)=377.0610=3770.6土与井壁间的摩阻力： =(4.6+12)257+(4.2+12)246=8257.02考虑井顶围堰（高出高水位）重力预计为 600kN，则：=9252.143770.6+6008257.02=0.7371.0,所以取 =1.0计算各个力值如
9、下：tan（ 452） 2=tan（ 4518.52 ） 2=0.5181=(132125.5)10=65/22=(132124)10=80/21=20.17(130125.5)0.518=47.02/22=20.17(130124)0.518=62.69/2根据施工情况，从安全角度考虑，刃脚外侧的水压力按 50%计算，作用在刃脚外侧的土压力和水压力为：1+1=650.5+47.02=79.52/22+2=800.5+62.67=102.67/2合力：+=12(79.52+102.67)1.5=136.64如按静水压力的 70%计算为：0.7107.251.5=76.12500=382.2所以
10、按受力条件可不设钢筋，只需按构造要求设置。由于水平剪力较小，故验算时未考虑。6.2.2 刃脚向内挠曲当沉井沉到设计高程，刃脚下的土已挖空，这时刃脚处于向内弯曲的不利情况。计算各个力值如下12a、水压力及土压力1=(1421181.5)10=225/22=(142118)10=240/21=(1301181.5)20.17=211.85/22=(130118)20.17=242.04/2=(225+240+211.85+242.04)1.52=689.12P 对刃脚根部形心轴的弯矩为：=689.12132(240+242.04)+225+211.785240+242.04+225+211.785
11、=350.22b、刃脚摩阻力产生的弯矩=0.5=0.5(211.785+242.04)1.52=170.18=2511.5=37.5两者取小值，则=37.51.52=28.125c、刃脚自重产生的弯矩=1.27525=31.875=31.8750.242=7.71d、所有力对刃脚根部的弯矩轴向力、剪力=350.2228.125+7.71=329.805=37.531.875=5.625=689.12刃脚根部截面压力验算a、弯矩压力验算=00=5.6251.5329.80561.521 = 883.23875.73 ()883.230.30(=0.31440=432),15计。= 0+2=530
12、+15002 60=1220计算所需的纵向钢筋面积取 可以得到：=0.56，=(10.5)20(0) =3155.1710312200.56(10.50.56)9.2100014402280(144060)0.2%截面受压区高度值为： =0 202(0) =1440 144022315517012202803041(144060)9.21000=2180(=0.561440=806)2(=120)取 并代入公式可得：=+ =9.21000218+28030413155.17103280 800因此盖板要配置钢筋。感想与领悟通过这次课程设计，我认识到了自己在学习上还有不少问题，基础知识不够扎实，
13、在做课程设计的过程中遇到了很多问题，后来在同学的帮助下和自己的努力下终于算是完成了任务，估计还是会有不少问题。另外，施工图的设计比较困难，我参照了网上搜到的相关资料。我会继续努力的。参考文献1 中华人民共和国行业标准.JTG D63-2007 公路桥涵地基与基础设计规范 S.北京：人民交通出版社，2007.2 中华人民共和国行业标准.JTG D61-2005 公路圬工桥涵设计规范S.北京：人民交通出版社，2005.3 中华人民共和国行业标准.JTG D60-2004 公路桥涵设计通用规范S.北京：人民交通出版社，2004.4 中华人民共和国行业标准.JTG D62-2004 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 S.北京：人民交通出版社，2004.5 中华人民共和国行业标准.JTJ 041-2000 公路桥涵施工技术规范S.北京：人民交通出版社，2000.6 张光永.基础工程M. 武汉：武汉理工大学出版社， 2011.7 交通部第一公路工程总公司.公路施工手册-桥涵（上册） M. 北京：人民交通出版社，2002.8 公路设计手册编写组.公路设计手册- 墩台与基础M. 北京：人民交通出版社，1978.
