龙门吊轨道基础计算书

1、附件一1 预制梁场龙门吊计算书1.1 工程概况1.1.1 工程简介本项目预制梁板形式多样， 分别为预制箱梁、 空心板及 T 梁，其中最重的是 30m 组合箱梁中的边梁，一片重达 105t。预制梁场拟采用两台起吊能力为 100t 的龙门吊 用于预制梁的出槽，其龙门吊轨道之间跨距为。1.1.2 地质情况预制梁场基底为粉质粘土。 查路桥施工计算手册 中碎石土的变形模量 E0=29 65MPa，粉质粘土 1639MPa，考虑最不利工况，统一取粉质粘土的变形莫量 E0=16 MPa。临建用地经现场动力触探测得实际地基承载力大于 160kpa。1.2 基础设计及受力分析1.2.1 龙门吊轨道基础设计龙门吊

2、轨道基础采用倒 T型 C30混凝土条形基础，基础底部宽 80cm，上部宽 40cm。每隔 10m设置一道 2cm宽的沉降缝。基础底部采用 8根16 钢筋作为纵向受 拉主筋，顶部放置 4根 12钢筋作为抗负弯矩主筋， 每隔 40cm设置一道环形箍筋。， 箍筋采用 HPB23510mm 光圆钢筋，箍筋间距为 40cm，具体尺寸如图、所示。图 龙门吊轨道基础设计图图 龙门吊轨道基础配筋图1.2.2 受力分析梁场龙门吊属于室外作业， 当风力较大或降雨时候应停止施工。 当起吊最重梁板105t）且梁板位于最靠近轨道位置台座的时候为最不利工况图 最不利工况所处位置单个龙门吊自重按 G1=70T 估算，梁板最

3、重 G2=105t。起吊最重梁板时单个天车所 受集中荷载为 P，龙门吊自重均布荷载为 q。P=G1/2=1052=（1-1）q=G2/L=70 42=m（ 1-2）当处于最不利工况时单个龙门吊受力简图如下：图 龙门吊受力示意图1-3)6m，对受力较大支腿进龙门吊竖向受力平衡可得到：N1+N2=qL+P取龙门吊左侧支腿为支点，力矩平衡得到：N2L=qL+P由公式（ 1-3）（1-4）可求得 N1=，N2=龙门吊单边支腿按两个车轮考虑，两个车轮之间距离为 行分析，受力简图如下所示：图 支腿单车轮受力示意图 受力较大的单边支腿竖向受力平衡可得N1=N+N（1-5）由公式（ 1-5）得出在最不利工况下

4、，龙门吊单个车轮所受最大竖向应力为N=1.3 建模计算1.3.1 力学模型简化对龙门吊轨道基础进行力学简化， 基础内力计算按弹性地基梁计算， 用有限元软件 Midas Civil2015 进行模拟计算。即把钢筋砼梁看成梁单元，将地基看成弹性支承。图 力学简化模型1.3.2 弹性支撑刚度推导 根据路桥施工计算手册 p358 可知，荷载板下应力 P 与沉降量 S存在如下关 系：E0(12)Pcrb 10 3s(1-6)其中：E0地基土的变形模量， MPa； 沉降量系数，刚性正方形板荷载板 =；刚性圆形荷载板 =； 地基土的泊松比，为有侧涨竖向压缩土的侧向应变与竖向压缩应变的比值；Pcrp-s曲线直

5、线终点所对应的应力， MPa；s与直线段终点所对应的沉降量， mm ；b承压板宽度或直径， mm ；不妨假定地基的变形一直处在直线段， 这样考虑是比较保守也是可行的。 故令地k Pcr 103 b2 10 6 Pcrb2k b E0 10 3基承载的刚度系数 k s 10 3 s ，则 （ 1- 2） （KN/m）。另考虑到建模的方便和简单，令 b=200mm（纵梁向 20cm 一个土弹簧），查表得粉质粘土 n=，取 =粉质粘土的变形莫量 E0=16 MPa。带入公式 （1-6）求解得：K=1061.3.3 Madis2015 建模计算1）模型建立图 模型建立2）龙门吊轨道梁弯矩计算图 轨道梁

6、应力图3）轨道梁剪力计算图 轨道梁剪力图4）基地反力计算图 基地反力图5）轨道梁位移图 轨道梁位移图经过 Madis2015 建模计算，求得龙门吊轨道梁最大应力弯矩为 m，最大负弯矩为m，最大剪力，土弹簧最大支点反力，考虑到轨道梁位移很小，土弹簧处于弹性变形过程，通过图可知基地承载范围在纵梁方向集中在 12m。1.4 龙门吊轨道梁配筋计算1.4.1 轨道梁正截面强度验算（ 1）判断是截面形式单筋截面适筋梁最大承受能力为 :2Mu fcd bh02 b （1 0.5 b ）（1-7）h0 h a s（1-8）fcd -混凝土抗压强度设计值， C30混凝土取；h0 -截面有效高度；as -纵向受拉

7、钢筋全部截面重心至受拉边缘的距离（轨道梁设计as =）；b - 受压区混凝土截面宽度，取 400mm ；b - 相对受压区高度，取；由公式（ 1-7）（ 1-8）可以求的；M u 14.3 103 0.4 0.625 0.625 0.56 （1 0.5 0.56） 830 KM m因为 M u 0Mu 1.1 279.6 307.56 ，故龙门吊轨道梁单筋截面就满足受力情况。（ 2）最小配筋面积计算通过截面力矩平衡、受力平衡可得：0M dfcdbx(h0x2x)（1-9）0 M df sd As ( h02x)（1-10）fcdbxf sd As(1-11)fsd -钢筋抗拉强度设计值，取 2

8、80Mpa；As -受拉区钢筋截面面积；x-计算受压区高度；0-结构重要性系数，取。通过公式（ 1-10）可求得 x 42.78mm通过公式（ 1-11）可求得 As fcdbx 1540 mm2s fsd结论：纵向受拉钢筋最小配筋率为 1540mm2，龙门吊轨道梁实际配置 8 根16 纵向受拉钢筋 As（实际）=1600mm2 大于最小配筋率，故正截面强度验算符合要求。1.4.2 斜截面强度计算 根据公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 （JTG D62-2004）可知，混 凝土和箍筋共同抗剪能力的公式为vcs 1 2 30.45 10 3bh0 （2 0.6p） fcu,k sv fs

9、v1异号弯矩影响系数，计算简支梁和连续梁近边支点梁段的抗剪承载力时，1=；计算连续梁和悬臂梁近中间支点梁段的抗剪承载力时， 1=；故取 1=； 2预应力提高系数， 对钢筋混凝土受弯构件， 2=；对预应力混凝土受弯构件， 2=，但当由钢筋合力引起的截面弯矩与外弯矩的方向相同，或允许出现裂缝的 预应力混凝土受弯构件，取 2=；故取 2=； 3受压翼缘的影响系数，取 3=；b斜截面受压端正截面处矩形截面宽度，取 b=400 mm；h0斜截面受压段正截面的有效高度， 自纵向受拉钢筋合力点至受压边缘的距离；故取 h0=625mm；p斜截面内纵向受拉钢筋的配筋百分率， p=100，当 p时，取 p=，其中

10、=As/bh 0；故 p=1001005/（400625） =；fcu,k边长为 150mm 的混凝土立方体抗压强度标准，取 fcu,k =30MPa,；sv斜截面内箍筋配筋率， sv= Asv/ （Svb）=（500400）=%；fsv箍筋抗拉强度设计值，箍筋采用光圆钢筋，故取值 fsv=195MPa；Asv斜截面内配置在同一截面的箍筋各肢的总截面面积，取；Sv斜截面内箍筋的间距，取 500mm。由上述条件可以求得：vcs 1.0 1.0 1.1 0.45 10 3 400 625 (2 0.6 0.402) 30 0.079% 195=170KN（最大剪力）故轨道梁 400mm 设置一道环

11、形 10 箍筋满足斜截面受力要求。1.4.3 轨道地基承载力计算经过 Madis2015建模可以看出， 在纵梁方向基地土弹簧反力范围为， 考虑端头 位置反力较小，出于保守考虑纵梁方向 2m 为基底承力范围。轨道梁下方设置 50cm 碎石垫层，地基压力按 45 度角扩散至基地，纵梁地基承力范围为 3m。图 轨道梁地基承载范围侧面图图 轨道梁地基承载范围立面图考虑最不利工况，轨道梁所受最大压力为： Fmax= 地基承力面积： S=3=对地基压力 : f max Fmax 114.2kpa 160kpa （实测地基承载力） S故龙门吊轨道基础地基承载力满足要求。2 预制场台座计算书2.1 工程概况2

12、.1.1 工程简介预制梁场场梁板尺寸主要有 25m、28m、 29m、30m 组合箱梁以及 30mT 梁。其 中最重的为 30m 预制组合箱梁中的边梁。混凝土方量为，最大预制梁重 105t，模板 采用整体液压模板共重 30t。2.1.2 地质情况与预制梁场龙门吊基础地质情况一致，不做赘述。2.2 台座设计2.2.1 台座尺寸制梁台座由方钢台座及混凝土支墩组成， 其中方钢台座通长， 尺寸为， 为便 于台座改造，防止不均匀沉降，采用 3030cm 方钢管墩支撑、复合背肋钢模，方钢 管通过与基础中预埋的角钢焊接固定作为支撑体系。 为了保证制梁台座高度防止台座 沉降，在方钢管墩下方设置 10040 2

13、0cm的 C20混凝土支墩。图 方钢管台座2.2.2 制梁台座验算预制梁自重 105T，取 G1=105=1029KN；模板及振捣设备重 30T，取 G2=30 =294KN；方钢台座按照 80cm 一道布置，方钢墩放置在尺寸为 1的水泥支墩上，水泥支 墩体积 V1=，单个水泥支墩及方钢重力 G3=25=2KN； 梁板张拉前受力验算在预制梁张拉前， 整体对地基的压力最大的时候是在混凝土浇筑之时， 考虑的安 全系数，所以总的对地基的压力最大值为：Fmax=( G1+G2+G3)=( 1029+294+2)=。故 80cm 范围内台座受力 F=(Fmax/ ) =水泥支墩与地基有效接触面积为： A

14、1=1 =。对地基的压力为：A138.230.495.6KPa。所以，预制梁张拉前地基承载力要求不小于。 梁板张拉后受力验算 张拉后，由于梁板起拱，预制梁脱离台座接触，只有两端与台座接触，可看梁板简支在台座两端。台座两端扩大基础尺寸为 2，体积 V2=，重力 G4=V225=15KN取的分项系数故台座单端受力大小为： F 张拉=G1/2+G4= 基础底面积为： A2=2 =3m2。对地基的压力为：F张拉582.45A23194.15KPa。所以，梁板张拉后，台座端头地基承载力要求不小于。2.2.3 存梁台座验算 存梁台座设计存梁台座采用双层 C25钢筋混凝土结构，纵梁方向 6m 设置一道断逢防

15、止不均匀沉降。存梁台座顶部超出地面， 保证梁板吊装的有效操作空间和安全距离。 具体尺寸 见图：图 存梁台座断面图 受力分析存梁台座设计为双层存梁（箱梁、空心板） ，梁板之间间距为。单片梁板重： G=105=1029KN；存梁台座单端受力： F=2G/2=1029KN；存梁台座自重线荷载： q1=S25=m（S为存梁台座截面面积） ； 地基反力纵梁方向平均长度取 L=，截面方向取 B=（存梁台座底部宽） ； 地基承载面积： S1 =LB=；开挖土体自重线荷载： q2=S2 =18=m（为土重度取 18KN/m3）。图 存梁台座受力简图 地基承载力验算地基承载力特征值 fa 160KPa轴心荷载作用下地基承载力验算计算公式：按建筑地基基础设计规范