龙门吊轨道基础计算书（完整版）

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 E =29065MPa，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 =160MPa。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轨道基础采用倒 T型

2、 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 1.2.1-1、1.2.1-2所示。 图 1.2.1-1龙门吊轨道基础设计图图 1.2.2-2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 1.2-1最不利工况所处位置单个龙门

3、吊自重按 G =70T估算，梁板最重 G =105t。起吊最重梁板时单个天车12所受集中荷载为 P，龙门吊自重均布荷载为 q。P=G /2=1059.8/2=514.5KN（1-1）（1-2）1q=G /L=709.8/42=16.3KN/m2当处于最不利工况时单个龙门吊受力简图如下：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取龙门吊左侧支腿为支点，力矩平衡得到：N2L=qL0.5L+P3.5（1-3）（1-4）由公式（ 1-3）（1-4）可求得 N1=869.4KN，N2=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行分析，受力简图如下所示

4、：6m，对受力较大支腿进 图 1.2-4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，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 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：P b210 3crE0(1)s(1-6)其中：E0-地基土的变形

5、模量， MPa；-沉降量系数，刚性正方形板荷载板=0.88；刚性圆形荷载板=0.79；-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；Pcr-p-s曲线直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bE 0 10 3（ 1-2）3262P bcrPcr 10 b10kks 10 3s，则基承载的刚度系数（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 =0.250.35，取=0.35粉质粘土的变

6、形莫量 E =16 MPa。带入公式(1-6)n0求解得：K=4.1441061.3.3 Madis2015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 Madis2015建模计算，求得龙门吊轨道梁最大应力弯矩为 279.6KN m，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

7、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 :2M u f cdbh (1 0.5 b)(1-7)0bh0 h as（1-8）fcd -混凝土抗压强度设计值， C30混凝土取 14.3Mpa；h0 -截面有效高度；a -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sa =7.5cm）；sb-受压区混凝土截面宽度，取 400mm；-相对受压区高度，取 0.56；b 由公式（ 1-7）（1-8）可以求的；3M 14.3 10 0.4 0.625 0.625 0.56 (1 0.5 0.56) 830KM m

8、u因为 M u0M 1.1 279.6 307.56，故龙门吊轨道梁单筋截面就满足受力情u况。（2）最小配筋面积计算通过截面力矩平衡、受力平衡可得：x)20M d0M dfcdbx(h0（1-9）x)（1-10fsd A (h0s）2f cdbx f Assd(1-11)fsd -钢筋抗拉强度设计值，取 280Mpa；A -受拉区钢筋截面面积；sx-计算受压区高度； 0-结构重要性系数，取 1.1。通过公式（ 1-10）可求得 x 42.78mmf bxcd1540mm 2通过公式（ 1-11）可求得 Asf sd2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

9、2向受拉钢筋 As(实际）=1600mm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3vcs1230.45 10 bh (2 0.6p) fcu,k0fsvsv -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 =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， =0.9；故取 =1.0；111 2-预应力提高系数，对钢筋混凝土受弯构件， =1.0；对预应力混凝土受2弯构件，=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

10、允许出现裂缝的预应力混凝土受弯构件，取 =1.0；故取 =1.0；2223-受压翼缘的影响系数，取b-斜截面受压端正截面处矩形截面宽度，取 b=400 mm；-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3=1.1；h0距离；故取 h =625mm；0p-斜截面内纵向受拉钢筋的配筋百分率， p=100，当 p2.5时，取 p=2.5，其中=A /bh；故 p=1001005/(400625) =0.402；s0fcu,k-边长为 150mm的混凝土立方体抗压强度标准，取 fcu,k=30MPa,； -斜截面内箍筋配筋率， A /（S b）=157.1/（500400）=0.0

11、79%；svsv=svvfsv-箍筋抗拉强度设计值，箍筋采用光圆钢筋，故取值 f =195MPa；sv-斜截面内配置在同一截面的箍筋各肢的总截面面积，取-斜截面内箍筋的间距，取 500mm。2Asv157.1mm；Sv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=170KN166.5KN（最大剪力）故轨道梁 400mm设置一道环形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2.22.4m，考虑端头位置反力较小，出于保守考

12、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： F =411.23KNmax地基承力面积： S=31.2=3.6m2Fmax对地基压力 : f max114.2kpa160kpa（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2.1.1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3中最重的为 30m预制组合箱梁中的

13、边梁。混凝土方量为 40.2m，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30.5m，尺寸为 30.50.9220.55m，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 1004020cm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 =1059.

14、8=1029KN；1模板及振捣设备重 30T，取 G =309.8=294KN；2方钢台座按照 80cm一道布置，方钢墩放置在尺寸为 10.40.2m的水泥支墩上，3水泥支墩体积 V =0.08m，单个水泥支墩及方钢重力 G =0.0825=2KN；13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：1.1Fmax=1.1（G +G +G）=1.1（1029+294+2）=1457.5KN。1 2 3故 80cm范围内台座受力 F=（Fmax/30.5）0.8=38.23KN2水泥支墩与地基有效接触面积为： A =1

15、0.4=0.4m。1对地基的压力为：F 38.23f 195.6KPa。A0.41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95.6KPa。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3简支在台座两端。台座两端扩大基础尺寸为 21.50.2m，体积 V2=0.6m，重力G =V25=15KN42取 1.1的分项系数故台座单端受力大小为： F =1.1G /2+1.1G =582.45KN14张拉2基础底面积为： A =21.5=3m。2对地基的压力为：F张拉582.453f 1194.15KPa。A2所以，梁板张拉后，台座端头地基承载力要求不小于194.

16、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设置一道断逢防止不均匀 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安全距离。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=1059.8=1029KN；存梁台座单端受力： F=2G/2=1029KN；存梁台座自重线荷载： q =S25=36.75KN/m（S为存梁台座截面面积）；1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）；2地基承载面积： S1=LB=7.68m；3开挖土体自重线荷载： q =S=1.218=21.6KN/m（为土重度取 18KN/m）。22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 f 160KPaa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（GB 5