龙门吊轨道基础及台座设计

1、龙门吊轨道基础及台座设计目 录1、编制依据- 1 -2、龙门吊轨道基础设计- 1 -2.1 设计基本参数- 1 -2.2 结构设计- 1 -2.3 模型建立- 2 -2.4 计算分析- 3 -2.5 基础配筋及抗剪强度验算- 16 -3、台座基础承载力验算- 18 -3.1 基本设计参数- 18 -3.2 预制台座基础承载力验算- 18 -3.3 存梁台座基础承载力验算- 19 -龙门吊轨道基础及台座计算书1、编制依据 两阶段施工图设计（装配式预应力混凝土T梁桥上部结构） 业主相关合同文件要求； XX市相关法律法规； 预制梁场建设及T梁架设专项施工方案 国家、交通部、市颁布的有关公路工程的技术

2、规范、技术标准和规程； 中华人民共和国交通部颁布的现行工程建设标准强制性条文（公路工程部分）XX市公路工程质量控制强制性要求（XX市交委路201230号）XX市公路水运工程安全生产强制性要求XX市高速公路施工建设标准化指南 地基与基础(第三版).中国建筑工业出版社； 弹性地基梁计算图表及公式M(中国船舶工业总公司第九设计院) .国防工业出版社； 混凝土结构设计规范(GB50010-2010)； 水工钢筋混凝土结构学(第三版).中国水利水电出版社。2、龙门吊轨道基础设计2.1 设计基本参数预制梁场场地平整采用碎石土进行填筑，压实度不得低于94%，中等密实碎石土地基承载力特征值为400kpa， 参

3、照地基与基础(第三版)中等密实碎石土的基床系数，选取进行设计计算。2.2 结构设计(1)混凝土结构初步确定MG75龙门吊基础采用C20混凝土结构，参照混凝土结构设计规范(GB50010-2010)。C20混凝土的弹性模量。(2)基础结构尺寸初步拟定初步确定MG75龙门吊基础采用矩形结构形式，底板宽度为1.2m，高度为0.6m，梁长按25m考虑，之间采用2cm厚泡沫板进行分缝处理。图2.1 龙门吊基础结构图(3)轮压荷载根据设备提供的资料MG75t龙门吊，台车中心轮距为5.8m，单个支腿小车中心轮距为1.1m，最大轮压为220KN，见吊车轮压荷载图：图2.2 龙门吊轮压荷载结构图2.3 模型建立

4、取25m长度的基础采用Midas/Civil建立模型进行计算分析，按照1m单元体进行分割，共分割25个单元体，基础与地基建立弹性地基约束，约束刚度为基床系数 ，梁体两端建立铰接约束。基础荷载主要为基础自重+轮压移动荷载。通过梁体单元影响线计算梁体内力。其模型结构见下图：图2.3-1 轨道基础模型图图2.3-2 移动轮压荷载线模型图2.4 计算分析 地基反力计算分析 地基反力计算结果图2.4-1 地基反力图 地基反力包络图图2.4-2 地基反力包络图（单位：KN） 地基反力验算 地基承载力确定预制梁场场地平整采用碎石土进行填筑，压实度不得低于94%，中等密实碎石土地基承载力特征值为400kpa。

5、 地基承载力分析建筑物的地基计算均应满足承载力计算的有关规定，即应满足： 式中：地基地面处的平均压力值，kpa； 地基地面处的最大压力值，kpa； 地基承载力，kpa。根据图2.4-2地基反力包络图求的地基地面处的平均压力约为139.6KN，基础梁产生的地基反力有：则有：所以满足地基承载力要求。根据图2.4-2地基反力包络图求的地基地面处的最大压力约为533.3kpa，则有：所以满足地基承载力要求。根据图2.4-2地基反力包络图求的地基地面处的最小压力约为111.8kpa，则有：所以基础梁未出现拉应力，满足地基承载力要求。 地基处理建议依据建筑地基基础设计规范 （GB50007-2011）6.

6、3节填土地基要求：压实填土的填料，应符合以下规定：1）级配良好的砂土或碎石土：以卵石、砾石、块石或岩石碎屑作填料时，分层压实时其最大粒径不宜大于200mm，分层夯实时其最大粒径不宜大于400mm；2）性能稳定的矿渣、煤渣等工业废料；3）以粉质黏土、粉土作填料时，其含水量宜为最优含水量，可采用击实试验确定；4）挖高填低或开山填沟的土石料，应符合设计要求；5）不得使用淤泥、耕土、冻土、膨胀土以及有机质含量大于5%的土。 压实填土的质量压实系数控制：排架结构，在地基主要受力层范围内不得小于0.96；在地基主要受力层范围以下不得小于0.94。 压实填土的地基承载力特征值，应根据现场原位测试结构确定。

7、填土地基在进行压实施工时，应注意采用地面排水措施。 轨道基础剪力计算分析 移动荷载剪力影响线计算结果图2.4-3 单元3端点剪力移动荷载影响线由图2.4-3反映单元3端点的剪力最大值为312.2KN。图2.4-4 单元5端点剪力移动荷载影响线由图2.4-4反映单元5端点的剪力最大值为305.0KN。图2.4-5 单元7端点剪力移动荷载影响线由图2.4-5反映单元7端点的剪力最大值为313.2KN。图2.4-6 单元9端点剪力移动荷载影响线由图2.4-6反映单元9端点的剪力最大值为330.2KN。图2.4-7 单元11端点剪力移动荷载影响线由图2.4-7反映单元11端点的剪力最大值为335.6K

8、N。图2.4-8 单元13端点剪力移动荷载影响线由图2.4-8反映单元13端点的剪力最大值为335.1KN。 基础梁剪力包络图图2.4-9 轨道基础剪力包络图（单位：KN）2.4.3 轨道基础弯矩计算分析 移动荷载弯矩影响线（MVmax）计算结果图2.4-10 单元1（中心位置）弯矩移动荷载影响线（MVmax）由图2.4-10反映单元1中心位置的弯矩最大值为169.6 KN/m。图2.4-11 单元3（中心位置）弯矩移动荷载影响线（MVmax）由图2.4-11反映单元3中心位置的弯矩最大值为410.2KN/m。图2.4-12 单元5（中心位置）弯矩移动荷载影响线（MVmax）由图2.4-12反

9、映单元5中心位置的弯矩最大值为342.9KN/m。图2.4-13 单元7（中心位置）弯矩移动荷载影响线（MVmax）由图2.4-13反映单元5中心位置的弯矩最大值为296.5KN/m。图2.4-14 单元9（中心位置）弯矩移动荷载影响线（MVmax）由图2.4-14反映单元9中心位置的弯矩最大值为236.7KN/m。图2.4-15 单元11（中心位置）弯矩移动荷载影响线（MVmax）由图2.4-15反映单元11中心位置的弯矩最大值为236.1KN/m。图2.4-16 单元13（中心位置）弯矩移动荷载影响线（MVmax）由图2.4-16反映单元13中心位置的弯矩最大值为235.6KN/m。 移动

10、荷载弯矩影响线（MVmin）计算结果图2.4-17 单元1（中心位置）弯矩移动荷载影响线（MVmin）由图2.4-17反映单元1中心位置的弯矩最大值为-22.1KN/m。图2.4-18 单元3（中心位置）弯矩移动荷载影响线（MVmin）由图2.4-18反映单元3中心位置的弯矩最大值为-88.5KN/m图2.4-19 单元5（中心位置）弯矩移动荷载影响线（MVmin）由图2.4-19反映单元5中心位置的弯矩最大值为-104.9KN/m图2.4-20 单元7（中心位置）弯矩移动荷载影响线（MVmin）由图2.4-20反映单元7中心位置的弯矩最大值为-102.4KN/m图2.4-21 单元9（中心位

11、置）弯矩移动荷载影响线（MVmin）由图2.4-21反映单元9中心位置的弯矩最大值为-100.5KN/m图2.4-22 单元11（中心位置）弯矩移动荷载影响线（MVmin）由图2.4-22反映单元11中心位置的弯矩最大值为-101.7KN/m图2.4-23 单元13（中心位置）弯矩移动荷载影响线（MVmin）由图2.4-23反映单元13中心位置的弯矩最大值为-104.2KN/m 轨道梁弯矩包络图图2.4-24 轨道基础弯矩包络图（单位：KN m）2.5 基础配筋及抗剪强度验算2.5.1基础配筋计算 基本资料混凝土等级采用C20，选用级钢筋。根据水工钢筋混凝土结构学（第三版）附录二表1和表3查的

12、材料强度设计值，；混凝土重度。 根据结构建筑物安全级别，结构重要系数，正常运行期为持久状况，所以设计状况系数，永久荷载分项系数。承载能力极限状态下，结构系数；正常使用极限状态下，结构系数。根据2.4-24弯矩包络图，基础梁上部结构最大弯矩为，下部结构最大弯矩。 内力计算上部结构受弯弯矩标准值（取最大值考虑）：上部结构受弯弯矩设计值（取最大值考虑）：下部结构受弯弯矩标准值（取最大值考虑）：下部结构受弯弯矩设计值（取最大值考虑）： 上部结构配筋计算按矩形截面计算。则计算截面为。根据气候环境特征，确定基础梁混凝土保护层厚度为50mm，则截面有效高度：截面抵抗矩系数计算：将上述数据代入下式有：相对受压

13、区高度计算：将上述数据代入下式有：，满足要求。钢筋截面面积计算： 将上述数据代入下式有：选用712（实际） 下部结构配筋计算将上述数据代入下式有：将上述数据代入下式有：，满足要求。钢筋截面面积计算： 将上述数据代入下式有：选用822（实际）2.5.1基础抗剪强度验算根据2.4-9剪力包络图，基础梁最大剪力,则有：,满足斜截面受剪承载力的要求，但梁断面比较高，根据构造要求设置12500的箍筋。3、台座基础承载力验算3.1 基本设计参数 预应力钢筋混凝土容重：=26KN/m³； 普通钢筋混凝土容重：=24KN/m³； 模板自重：1.0KN/； 施工人员、机具荷载：1.5KN/；

14、 倾倒混凝土时产生的冲击荷载:2.0KN/； 振捣混凝土产生的荷载：2.0 KN/；将人机、倾倒及振捣荷载归为临时荷载：+=5.5KN/；3.2 预制台座基础承载力验算预制阶段预制阶段T梁台座均布受压，主要荷载为台座自重+T梁混凝土自重+模板重量+施工机具、人荷载。台座自重：q1=25.1×25=627.5KN。T梁混凝土自重：q2=52×26=1352KN。模板自重：q3=1.0×256=256KN。施工机具、人荷载：q4=5.5×24=132 KNQ=q1+ q2+ q3+ q4=2367.5KN，则台座基础承载力P=2367.5/(40×1)=59.2kpa400KPa,满足要求。张拉阶段张拉阶段T梁起拱，按照最不利情况，所有重量集中在台座两端，主要进行台座两端扩大基础结构承载力验算。两端扩大基础结构底宽为2.0m，长度为3.0m，高度0.6m则有：扩大基础自重：q1=4.1×25=102.5KN。T梁混凝土自重：q2=52×26=1352KN。Q=q1+ q2=1454.5KN，单个扩大基础承载力为Q=1454.5/2=727.25KN台座基础承载力P=727.25/ (2×3)=121.2kpa400KPa,