龙门吊轨道基础计算书汇总

1、附件一1预制梁场龙门吊计算书1.1 工程概况1.1.1 工程简介本工程预制梁板形式多样,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水平为100t的龙门吊用于预制梁的出槽,其龙门吊轨道之间跨距为36.7m.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Eo=2965MPa粉质粘土1639MPa考虑最不利工况,统一取粉质粘土的变形莫量E=16MPa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 根底设计及受力分析1.2.1 龙门吊轨道根底设计龙门吊轨道根底采用倒T型C30混凝土条

2、形根底,根底底部宽80cm,上部宽40cm每隔10m设置一道2cm宽的沉降缝.根底底部采用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HPB235010mmt圆钢筋,箍筋间距为40cm,具体尺寸如图1.2.1-1、1.2.1-2所示.图1.2.1-1龙门吊轨道根底设计图图1.2.2-2龙门吊轨道根底配筋图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1.2-1最不利工况所处位置单个龙门吊自重按G=70T估算,梁板最重G=105

3、t.起吊最重梁板时单个火车所受集中荷载为P,龙门吊自重均布荷载为q.P=G/2=105X9.8/2=514.5KN(1-1)q=G/L=70X9.8/42=16.3KN/m(1-2)当处于最不利工况时单个龙门吊受力简图如下：卜1'图1.2-3龙门吊受力示意图龙门吊竖向受力平衡可得到：N1+N2=qL+P(1-3)取龙门吊左侧支腿为支点,力矩平衡得到：N2XL=qXLX0.5L+PX3.5(1-4)由公式(1-3)(1-4)可求得N1=869.4KNN2=331.1KN龙门吊单边支腿按两个车轮考虑,两个车轮之间距离为6ml对受力较大支腿进行分析,受力简图如下所示：图1.2-4支腿单车轮受

4、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,龙门吊单个车轮所受最大竖向应力为N=434.7KN1.3 建模计算1.3.1 力学模型简化对龙门吊轨道根底进行力学简化,根底内力计算按弹性地基梁计算,用有限元软件MidasCivil2021进行模拟计算.即把钢筋碎梁看成梁单元,将地基看成弹性支承.图1.3-1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=(1-2)PcLb10“s(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=0.88;刚性圆

5、形荷载板=0.79;v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曲线直线终点所对应的应力,MPas与直线段终点所对应的沉降量,mmb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,这样考虑是比拟保守也是可行的.故令地基承载的刚度3,Pcr10b10一PCrb.bE010k=3二一,k=7T27系数sx10-s,那么切(1-u)(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=0.250.35,取v=0.35粉质粘土的变形莫量E=16MPa带入公式(1-6)求解得：K=4.144X1061.3.3

6、Madis2021建模计算(1)模型建立图1.3-2模型建立(2)龙门吊轨道梁弯矩计算图1.3-3轨道梁应力图(3)轨道梁剪力计算图1.3-4轨道梁剪力图(4)基地反力计算图1.3-5基地反力图(5)轨道梁位移图1.3-6轨道梁位移图经过Madis2021建模计算,求得龙门吊轨道梁最大应力弯矩为279.6KNm,最大负弯矩为64.9KN-m,最大剪力207.6KN,土弹簧最大支点反力14.4KN,考虑到轨道梁位移很小,土弹簧处于弹性变形过程,通过图1.3-5可知基地承载范围在纵梁方向集中在12m1.4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

7、水平为：_2.Mu=fcdbAb(1-0.5b)(1-7)h°=h-as(1-8)fcd-混凝土抗压强度设计值,C30混凝土取14.3Mpa；ho-截面有效高度；as-纵向受拉钢筋全部截面重心至受拉边缘的距离(轨道梁设计as=7.5cm);b-受压区混凝土截面宽度,取400mm,b-相对受压区高度,取0.56;由公式(1-7)(1-8)可以求的；Mu=14.3x103x0.4x0.625x0.625x0.56x(1-0.5M0.56)=830KM-m由于Mu>Mu=1.1x279.6=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

8、力平衡可得：X、%Md=fcdbx(h.-)1-9)2x、/Md=fsdAs(h0)1-10)2fcdbx-fsdAs(1-11)fsd-钢筋抗拉强度设计值,取280MpaAs-受拉区钢筋截面面积；x-计算受压区高度；Y0-结构重要性系数,取1.1.通过公式(1-10)可求得x=42.78mm通过公式(1-11)可求得As=/四=1540mm2fsd结论：纵向受拉钢筋最小配筋率为1540mm龙门吊轨道梁实际配置8根16纵向受拉钢筋A(实际)=1600mmt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标准?(JTGD62-2004)

9、可知,混凝土和箍筋共同抗剪水平的公式为a1-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,a1=1.0;计算连续梁和悬臂梁近中间支点梁段的抗剪承载力时,a1=0.9;故取a1=1.0;a2-预应力提升系数,对钢筋混凝土受弯构件,a2=1.0;对预应力混凝土受弯构件,a2=1.25,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a2=1.0;故取a2=1.0;a3受压翼缘的影响系数,取a3=1.1;b斜截面受压端正截面处矩形截面宽度,取b=400mmh.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h°

10、;=625mmp斜截面内纵向受拉钢筋的配筋百分率,p=100p,当p>2.5时,取p=2.5,其中p=A/bh0；故p=100X1005/(400X625)=0.402;fcu,k边长为150mm勺混凝土立方体抗压强度标准,取fcu,k=30MPa,;psv斜截面内箍筋配筋率,psv=Asv/(Szb)=157.1/(500X400)=0.079%;fsv箍筋抗拉强度设计值,箍筋采用光圆钢筋,故取值fsv=195MPaAsv斜截面内配置在同一截面的箍筋各肢的总截面面积,取157.1mm2;S斜截面内箍筋的间距,取500mm由上述条件可以求得：=170KN>166.5KN(最大剪力)

11、故轨道梁400mms置一道环形小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Madis2021建模可以看出,在纵梁方向基地土弹簧反力范围为2.22.4m,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1.4-1轨道梁地基承载范围侧面图图1.4-2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：Fmak411.23KN2地基承力面积：S=3X1.2=3.6m对地基压力：fmax=114.2kpa<160kpa(实测地基承载力)S故龙门吊轨道根底地基承载力满足

12、要求.2预制场台座计算书2.1 工程概况2.1.1 工程简介预制梁场场梁板尺寸主要有25m28m29m30m组合箱梁以及30mTg.其中最重的为30m预制组合箱梁中的边梁.混凝土方量为40.2m3,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根底地质情况一致,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30.5m,尺寸为30.5X0.922X0.55m,为便于台座改造,预防不均匀沉降,采用30X30cm方钢管墩支撑、复合背肋钢模,方钢管通过与根底中预埋的角钢焊接固定作为支撑体系.为了保证制梁台座

13、高度预防台座沉降,在方钢管墩下方设置100X40X20cm的C20混凝土支墩.图2.2-1方钢管台座2.2.2 制梁台座验算预制梁自重105T,取G=105X9.8=1029KN;模板及振捣设备重30T,取G=30X9.8=294KN;方钢台座根据80cm道布置,方钢墩放置在尺寸为1X0.4X0.2m的水泥支墩上,水泥支墩体积M=0.08m3,单个水泥支墩及方钢重力G=0.08X25=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1.1的平安系数,所以总的对地基的压力最大值为：FmaH.1X(G+G+G)=1.1X(1029+294+2)=1457.

14、5KN.故80cm范围内台座受力F=(Fma/30.5)X0.8=38.23KN水泥支墩与地基有效接触面积为：Ai=1X0.4=0.4m2.对地基的压力为：所以,预制梁张拉前地基承载力要求不小于95.6KPa.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.台座两端扩大根底尺寸为2X1.5X0.2m,体积丫2=0.6M,重力G=MX25=15KN取1.1的分项系数故台座单端受力大小为：F张拉=1.1XG/2+1.1XG=582.45KN2根底底面积为：A=2X1.5=3m.对地基的压力为：所以,梁板张拉后,台座端头地基承载力要求不小于19

15、4.15KPa.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设置一道断逢预防不均匀沉降.存梁台座顶部超出地面0.3m,保证梁板吊装的有效操作空间和平安距离.具体尺寸见图：图2.2-4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3.2m.单片梁板重：G=105X9.8=1029KN;存梁台座单端受力：F=2XG/2=1029KN存梁台座自重线荷载：q1=SX25=36.75KN/mS为存梁台座截面面积；地基反力纵梁方向平均长度取L=3.2m,截面方向取B=2.4m存梁台座底部宽；地基承载面积：S=LXB=7.68吊；开挖土体自重线荷载：q2=&X入=1.2X18=21.6KN/m人为土重度取18KN/m.图2.2-5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?建筑地基根底设计标准?(GB500072021)以下公式验算：P=(Fk+G)/