高架门机轨道基础承载力计算书

附件1：高架门机轨道基础承载力计算书概述根据混凝土浇筑需要，拟在上游布置两台MQ600B高架门机，门机轨道中心线桩号坝上0-24.3m；下游布置MQ600/30、MQ600B各一台高架门机，门机轨道中心线桩号坝下0+64.70m。由招标文件工程地质勘察资料可知：本标段基坑主要由粉砂、细砂组成。该单元的粉砂干密度平均值为1.67g/cm3，湿密度平均值2.00g/cm3，细砂干密度平均值为1.64g/cm3，湿密度平均值1.98g/cm3，地基允许承载力210~230（kPa）。粉细砂地基承载力不能满足门机安装使用要求，为确保门机安全运行，在进水、尾水渠底板混凝土表面做混凝土梯形梁调平作为门机轨道基础。上游门机轨道安装高程EL1049.458m，下游门机轨道安装高程EL1053.26m。根据设计蓝图知：进水口底板钢筋混凝土，板厚0.6m；尾水渠钢筋混凝土板厚1.0m，均为C25钢筋混凝土，钢筋均为双向配筋。若进水口钢筋混凝土底板满足强度及稳定性要求，下游尾水渠底板必满足各项要求。上游门机梯形梁基础（顶宽0.6m）作用在进水口底板混凝土（宽13mx9.5mx0.6m）,基础埋深50cm。门机、基础自重等集中荷载约P=2800KN。查阅相关资料，两种高架门机都为QU70钢轨，轨距7000mm。可将梯形梁基础、底板作为一个整体来分析，基础布置详见图1-1、图1-2。4X500kN4X500kN4X500kN1：613m图1-1上游门机基础布置详图

1：613m图1-1上游门机基础布置详图图1-2 上游门机基础梯形梁纵向受力简图2门机基础强度验算1、混凝土抗压强度核算门机基础顶宽为0.6m,单个行走支承宽4m，两者间受力面积为2.4m2。面积上共作用荷载4X500=2000(KN),混凝土顶面单位面积受力为2000/2.4=833KN/m2。而混凝土抗压设计值为f=10.9N/mm2，单位面积受力10900KN/m2>833KN/m2。所以素混凝土c梯形梁基础能满足抗压要求。为了满足基础最小配筋率，梯形梁沿垂直轨道方向配箍筋，直径12mm,间距500mm,箍筋下部直接插入底板混凝土。2、内力计算地基反力计算时假设混凝土基础为刚性基础,则应力通过混凝土梯形梁传递到地基为均布荷载。则受力图如图2-1所示。4X500kN4X500kNg基础自重4X500kN4X500kNg基础自重q地基反力图2-1 基础受力简图根据平面力系平衡关系可得：2F+G—qL=0计算得：q=322.1kN/m

根据进一步内力分析计算可得：剪力图（V图），弯矩图（M图）。1162.35KNlinnTTI山lim-1162.35KN-1191.77KN1814.5kn.m1162.35KNlinnTTI山lim-1162.35KN-1191.77KN1814.5kn.m作用在基础内最大剪力Vmax=1162.35KN，最大弯矩Mmax=1814.5KN・m。3、抗弯强度校核最大弯距向下，基础主要为上部受拉。首先进行素混凝土核算，将条形基础沿轨道方向分解为1mX0.6m的梁，侧每个梁承载的最大弯矩为181.45kN•m,取任意一个进行计算。计算公式如下：M=ftb（h0-x）h0/2YdkMmaxWM其中Yd=1.2，hQ=0.6m,b=1m,ft=1.27N/mm2,Mmax=181.45kN・m,安全系数k=1.3,x=0.35m。M=95.25kN・m<YdkMmax=283kN・m因此,素混凝土底板不能够满足抗弯要求,需根据结构最大弯矩进行配筋计算,表2.1 配筋计算成果表M(kn-m)1814.5Y-M(kn-m)d2177.4钢筋混凝土结构系数，y=1.2dY-M(X = dSf-b-h2C 00.096h=h—a=600—40=560mm,f=310N/mm2,0 yf=10.9N/mm2,b=4mc

£=1£=1-J1-2叭0.21£<L=0.544（适筋破坏）1 Sf-b-h ,A=~c 0 (mm2)s f16539.8p=As/b・h0=7796/4000x560=0.36%>pmin=0.15%y实配A(mm2)29541.12适配钢筋面积根据设计图纸计算得出进水口混凝土底板设计实际钢筋截面面积为29541.12mm2大于计算需求钢筋截面积16539.8mm2，所以混凝土底板达到抗弯强度，结构安全。4、抗剪强度校核根据V图可知，作用在基础内的最大剪力Vmax=1191.77kN，且：V0=0.07f・b・h0=0.07X10.9X13000X600=5951.4kN>1115.6kN由上可知，基础能够满足抗剪要求。3门机基础稳定性验算1、梯形梁与底板混凝土抗滑稳定性验算将梯形梁与混凝土底板作为研究对象，梯形梁垂直作用力F直接作用在底板上，根据力的分解原理（平行四边形法则），将F分解为垂直底板和平行底板方向，分别为F2、F1。见力的分解图3-1图3-1基础受力简图由于垂直作用力F等同于门机单个行走支承额定最大荷载值F=4x500=2000KN，经计算得：F1=328.8KN、F2=1972.78KN。门机空载或运行状态下，门机轨道基础的稳定主要为梯形梁与混凝土底板接触面的抗剪稳定。门机轨道梯形梁与底板混凝土为一体浇筑，砼标号为C25，对应的混凝土标准抗剪强度为1.25Mpa,对应的截面抗剪承载力为QC=1250KN/m2，单条门机轨道分缝长度为9.5m,对应的整体极限抗剪力应为9.5Xl.lmXQC=13062.5KN>F]=328.8KN。因此门机轨道梯形基础与底板混凝土之间不会发生滑动破坏。2、 底板混凝土与建基面抗滑稳定分析门机安装之前保证门机运行前，坝L0-018.5〜L0-012.5段护坦垫层应浇筑完成且达到一定强度。此段混凝土板对门机轨道占压部分底板有很大支撑力,加之齿槽及碎石的摩擦作用，更加保证了门机底板混凝土与建基面之间的稳定。3、 混凝土底板倾斜破坏分析由于根据我单位以往施工经验，在门机运行期间，轨道之间不会产生一边下压同时另一边侧拉的情况，所以不会整体发生倾斜破坏。4、 地基承载力校核根据建筑物基础的尺寸，基础单节长度L=9.5m、宽度B=13m，L/B=9.5/13=0.73v10可知，基底压力和地基中附加应力是属于空间问题，且为中心荷载，所以基底压力为：P=p/L・B=2800KN/9.5X13=22.67kN/m2.基底净压力为：pn=22.67-20X0.5=12.67kN/m2由于本方案利用铺盖作为扩大基础，最大地基反力为22.6KPa。在不挖除粉细砂的情况下，经分析粉细砂承载力经处理可达到约200KPa，能够满足设计要求。5、 基础整体沉降分析由上计算可知，利用铺盖作为扩大基础，最大地基反力为22.6KPa，其压力远远小于地基承载力。现有地基持力层为粉细砂，上游铺盖下游侧地基已进行振冲加固处理，为防止门机运行时地基出现不均匀沉降门机发生倾斜，需对上下游侧地基进行沉降校核。Zne—eS=乙F -Hi 1+eii-1 i二1 1i带入数值计算得基础的沉降量为：S=S1+S2=0.018m经计算，基础的最大沉降量为1.8cm。此部分沉降计算未考虑振冲碎石桩的承载能力，