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 o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龙门吊轨道基础设计龙门吊轨道基础采用倒T型C30混凝土条形基础，基础底

2、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、 1.2.1-2 所示。图121-1龙门吊轨道基础设计图图122-2龙门吊轨道基础配筋图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G1=70T估算，梁板最重G2=105t。起吊最重梁板时单个天

3、车所受集中荷载为P，龙门吊自重均布荷载为q。P=G 1/2=105 X9.8/2=514.5KN(1-1 )q=G 2/L=70 X9.8/42=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：I1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=q XL+P(1-3 )取龙门吊左侧支腿为支点，力矩平衡得到：N2 XL=q XLX0.5L+P X3.5(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6m，对受力较大支腿进行分析，受力简图如下所示: ;壮更匸冃盟産

4、图1.2-4支腿单车轮受力示意图0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力学简化模型了 了 了 T T9OB!I I I I I il I I I I I I I I弹性支撑刚度推导系: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E。(12)Perb 10 3s(1-

5、6)其中:E0地基土的变形模量，MPa ；=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;Perp-s曲线直线终点所对应的应力，MPa ;与直线段终点所对应的沉降量， mm；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基承载的刚度系数326Per 10 b 103s 10Perb2ks ，则b E°10 3(1- 2)(KN/m )。另考虑到建模的方便和简单，令 b=200mm (纵梁向20cm 个土弹簧)，查表得粉质粘土 vn=0.250.35，取v=0.35粉质粘土的变形莫量 E°

6、=16 MPa。带入公式(1-6)求解得：K=4.144 X1061.3.3 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iniiimnnnirmniT图1.3-3轨道梁应力图2» wMX1 : *M»k l 射*T j kft"m 口骑曲腔甲RM(3 )轨道梁剪力计算ITtjwZZ715ESi*332 1册蛉加樹J M22<e-MS RB*5TM!r-H7C3 U2T3«-*CU 香弧+I%1 却：£*+££ 1.-l(W*fr*OOS -a571Ke+iX?MV |

7、 4fMM | 74 I： hnS： tE.m.LCA图1.3-4轨道梁剪力图(4)基地反力计算TrnTTTnTnnnTTnTTnTnTrnnTTmnnvTTrinnTTiTnmTTnfTnnTTTnnTTnTnnnTfHT图1.3-5基地反力图(5)轨道梁位移amoE-niF£ 泄遅如！险0帧财FFuFE 乂背询FT口 ：.41F-®L5T 七址:屿b阳 553iS9t<«5 rm邮为 1 T&ETftOO? iSKllrOJS1 JWMKi3 】L許 SrCMW 汕疋M2：恥或如诩!伽 二 23：£仏"£F 7? 图

8、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 梁方向集中在12m。1.4 龙门吊轨道梁配筋计算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 fcdbg b（1 0.5 b）（1-7）ho h as（ 1-8）fed-混凝土抗压强度设计值，C30混凝土取14.3Mpa ；h）-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

9、（轨道梁设计a$=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 14.3 103 0.4 0.625 0.625 0.56 （1 0.5 0.56）830KM m因为Mu °Mu 1.1 279.6307.56，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：X0Md fcdbx（h。x）（1-9 ）x0M dfsdAs(h0 )( 1-10 )fcdbx fsdAs(1-11)fsd -钢筋抗拉强度设计值，取280Mpa ;A-受拉区钢筋截面面积；x

10、-计算受压区高度；Y-结构重要性系数，取1.1 o通过公式(1-10 )可求得x 42.78mmf bx通过公式(1-11 )可求得As1540mm2fsd结论：纵向受拉钢筋最小配筋率为1540mm 2,龙门吊轨道梁实际配置8根16 纵向受拉钢筋As(实际)=1600mm 2大于最小配筋率，故正截面强度验算符合要求。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 3bhb, (2 0.6p) £ svfsva1-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

11、，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，a 1=0.9 ；故取a1=1.0 ；a2-预应力提高系数，对钢筋混凝土受弯构件，a 2=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a 2=1.0 ；故取a 2=1.0 ；a3受压翼缘的影响系数，取a 3 = 1.1 ；b斜截面受压端正截面处矩形截面宽度，取b=400 mm ;ho 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°=625mm ;p 斜截面内纵向受拉钢筋的配筋百分率，p=100

12、 p,当p>2.5时，取p=2.5，其中 p=As/bh 0; 故 p=100 X1005/(400 X625) =0.402 ;fcu,k边长为150mm的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/ (Svb) =157.1/ (500 X400 ) =0.079% ;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157.1mm 2;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 1

13、0 3 400 625, (2 0.6 0.402) 30 0.079% 195=170KN > 166.5KN (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。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：Fmax=411.23KN地基

14、承力面积：S=3 X1.2=3.6m 2对地基压力:fmax Fmax 114.2kpa v 160 kpa （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40.2m3,最大预制梁重105t，模板采用整体液压模板共重30t。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30.5 X0.922 X0.55m，为便于

15、台座改造，防止不均匀沉降，采用30 X30cm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100 X40 20cm的C20混凝土支墩。图2.2-1方钢管台座222制梁台座验算预制梁自重 105T，取 Gi=105 X9.8=1029KN ;模板及振捣设备重30T，取G2=30 X9.8=294KN ;方钢台座按照80cm 一道布置，方钢墩放置在尺寸为 1 X0.4 X0.2m的水泥支墩 上，水泥支墩体积 V1=0.08m 3,单个水泥支墩及方钢重力 G3=0.08 X25=2KN ;梁板张拉前受力验算在预制

16、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的安全系数，所以总的对地基的压力最大值为：Fmax=1.1 X(G1+G2+G3)=1.1 X(1029+294+2 ) =1457.5KN。故 80cm 范围内台座受力 F= (Fmax/30.5 )X0.8=38.23KN水泥支墩与地基有效接触面积为：A1=1 X0.4=0.4m 2。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。台座两端扩大基础尺寸为2 X1.5

17、 X0.2m，体积V2=0.6m 3，重力G4=V2X25=15KN取1.1的分项系数故台座单端受力大小为：F张拉=1.1 XG1/2+1.1 XG4=582.45KN基础底面积为：A2=2 X1.5=3m 2 o对地基的压力为:F张拉582.45"AT3194.15KPa。所以，梁板张拉后，台座端头地基承载力要求不小于 194.15KPa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

18、、空心板），梁板之间间距为3.2m。单片梁板重：G=105 X9.8=1029KN ;存梁台座单端受力：F=2 XG/2=1029KN ;存梁台座自重线荷载：q1=S X25=36.75KN/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=3.2m，截面方向取B=2.4m （存梁台座底部宽）；地基承载面积：S1=L XB=7.68m 2;开挖土体自重线荷载：q2=S2 X；=1.2 X18=21.6KN/m （入为土重度取18KN/m 3)0匚ft1f / /1III J 一 N 1I :/- l1 .111f f1 > 1 L/I / > 1 'q-* ”寸1 J'-T:X'Z：-J - r-沖_口 s-r-_: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：按建筑地基基础设计规范(GB 500