龍門吊軌道基礎(chǔ)計算書

1、附件一1預(yù)制梁場龍門吊計算書1.1 工程概況工程簡介本項目預(yù)制梁板形式多樣，分別為預(yù)制箱梁、空心板及T梁，其中最重的是30m 組合箱梁中的邊梁，一片重達105t。預(yù)制梁場擬采用兩臺起吊能力為100t的龍門吊 用于預(yù)制梁的出槽，其龍門吊軌道之間跨距為 36.7m o地質(zhì)情況預(yù)制梁場基底為粉質(zhì)粘土。查路橋施工計算手冊中碎石土的變形模量E0=29 65MPa，粉質(zhì)粘土 1639MPa，考慮最不利工況，統(tǒng)一取粉質(zhì)粘土的變形莫量 E0=16 MPa。臨建用地經(jīng)現(xiàn)場動力觸探測得實際地基承載力大于 160kpa。1.2 基礎(chǔ)設(shè)計及受力分析龍門吊軌道基礎(chǔ)設(shè)計龍門吊軌道基礎(chǔ)采用倒T型C30混凝土條形基礎(chǔ)，基礎(chǔ)底

2、部寬 80cm，上部寬 40cm。每隔10m設(shè)置一道2cm寬的沉降縫?；A(chǔ)底部采用8根16鋼筋作為縱向 受拉主筋，頂部放置4根12鋼筋作為抗負(fù)彎矩主筋，每隔 40cm設(shè)置一道環(huán)形箍 筋。，箍筋采用HPB23510mm光圓鋼筋，箍筋間距為40cm，具體尺寸如圖、 1.2.1-2 所示。圖121-1龍門吊軌道基礎(chǔ)設(shè)計圖圖122-2龍門吊軌道基礎(chǔ)配筋圖受力分析梁場龍門吊屬于室外作業(yè)，當(dāng)風(fēng)力較大或降雨時候應(yīng)停止施工。當(dāng)起吊最重梁板(105t )且梁板位于最靠近軌道位置臺座的時候為最不利工況。圖1.2-1 最不利工況所處位置單個龍門吊自重按G1=70T估算，梁板最重G2=105t。起吊最重梁板時單個天

3、車所受集中荷載為P，龍門吊自重均布荷載為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 )當(dāng)處于最不利工況時單個龍門吊受力簡圖如下：I1圖1.2-3龍門吊受力示意圖龍門吊豎向受力平衡可得到:N1+N2=q XL+P(1-3 )取龍門吊左側(cè)支腿為支點，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龍門吊單邊支腿按兩個車輪考慮，兩個車輪之間距離為6m，對受力較大支腿進行分析，受力簡圖如下所示: ;壯更匸冃盟産

4、圖1.2-4支腿單車輪受力示意圖0受力較大的單邊支腿豎向受力平衡可得N1=N+N（ 1-5）由公式（1-5 ）得出在最不利工況下，龍門吊單個車輪所受最大豎向應(yīng)力為N=434.7KN1.3建模計算力學(xué)模型簡化對龍門吊軌道基礎(chǔ)進行力學(xué)簡化，基礎(chǔ)內(nèi)力計算按彈性地基梁計算，用有限元軟件Midas Civil2015 進行模擬計算。即把鋼筋砼梁看成梁單元，將地基看成彈性支承。圖1.3-1力學(xué)簡化模型了 了 了 T T9OB!I I I I I il I I I I I I I I彈性支撐剛度推導(dǎo)系:根據(jù)路橋施工計算手冊p358可知，荷載板下應(yīng)力P與沉降量S存在如下關(guān)E。(12)Perb 10 3s(1-

5、6)其中:E0地基土的變形模量，MPa ；=0.79 ；地基土的泊松比，為有側(cè)漲豎向壓縮土的側(cè)向應(yīng)變與豎向壓縮應(yīng)變的比值;Perp-s曲線直線終點所對應(yīng)的應(yīng)力，MPa ;與直線段終點所對應(yīng)的沉降量， mm；承壓板寬度或直徑，mm ；不妨假定地基的變形一直處在直線段， 這樣考慮是比較保守也是可行的。 故令地k基承載的剛度系數(shù)326Per 10 b 103s 10Perb2ks ，則b E°10 3(1- 2)(KN/m )。另考慮到建模的方便和簡單，令 b=200mm (縱梁向20cm 個土彈簧)，查表得粉質(zhì)粘土 vn=0.250.35，取v=0.35粉質(zhì)粘土的變形莫量 E°

6、=16 MPa。帶入公式(1-6)求解得：K=4.144 X1061.3.3 Madis2015 建模計算(1 )模型建立圖1.3-2 模型建立(2 )龍門吊軌道梁彎矩計算iniiimnnnirmniT圖1.3-3軌道梁應(yīng)力圖2» wMX1 : *M»k l 射*T j kft"m 口騎曲腔甲RM(3 )軌道梁剪力計算ITtjwZZ715ESi*332 1冊蛉加樹J M22<e-MS RB*5TM!r-H7C3 U2T3«-*CU 香弧+I%1 卻：£*+££ 1.-l(W*fr*OOS -a571Ke+iX?MV |

7、 4fMM | 74 I： hnS： tE.m.LCA圖1.3-4軌道梁剪力圖(4)基地反力計算TrnTTTnTnnnTTnTTnTnTrnnTTmnnvTTrinnTTiTnmTTnfTnnTTTnnTTnTnnnTfHT圖1.3-5基地反力圖(5)軌道梁位移amoE-niF£ 泄遅如！險0幀財FFuFE 乂背詢FT口 ：.41F-®L5T 七址:嶼b陽 553iS9t<«5 rm郵為 1 T&ETftOO? iSKllrOJS1 JWMKi3 】L許 SrCMW 汕疋M2：恥或如詡!伽 二 23：£仏"£F 7? 圖

8、1.3-6軌道梁位移圖經(jīng)過Madis2015建模計算，求得龍門吊軌道梁最大應(yīng)力彎矩為279.6KN m ,最大負(fù)彎矩為64.9KN m，最大剪力207.6KN，土彈簧最大支點反力14.4KN，考慮到軌道梁位移很小，土彈簧處于彈性變形過程，通過圖1.3-5可知基地承載范圍在縱 梁方向集中在12m。1.4 龍門吊軌道梁配筋計算軌道梁正截面強度驗算（1 ）判斷是截面形式單筋截面適筋梁最大承受能力為：2Mu fcdbg b（1 0.5 b）（1-7）ho h as（ 1-8）fed-混凝土抗壓強度設(shè)計值，C30混凝土取14.3Mpa ；h）-截面有效高度；as-縱向受拉鋼筋全部截面重心至受拉邊緣的距離

9、（軌道梁設(shè)計a$=7.5cm）；b-受壓區(qū)混凝土截面寬度，取400mm ;b-相對受壓區(qū)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因為Mu °Mu 1.1 279.6307.56，故龍門吊軌道梁單筋截面就滿足受力情況。（2）最小配筋面積計算通過截面力矩平衡、受力平衡可得：X0Md fcdbx（h。x）（1-9 ）x0M dfsdAs(h0 )( 1-10 )fcdbx fsdAs(1-11)fsd -鋼筋抗拉強度設(shè)計值，取280Mpa ;A-受拉區(qū)鋼筋截面面積；x

10、-計算受壓區(qū)高度；Y-結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，取1.1 o通過公式(1-10 )可求得x 42.78mmf bx通過公式(1-11 )可求得As1540mm2fsd結(jié)論：縱向受拉鋼筋最小配筋率為1540mm 2,龍門吊軌道梁實際配置8根16 縱向受拉鋼筋A(yù)s(實際)=1600mm 2大于最小配筋率，故正截面強度驗算符合要求。斜截面強度計算根據(jù)公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范(JTG D62-2004 )可知，混凝土和箍筋共同抗剪能力的公式為Vcs 1 2 30.45 10 3bhb, (2 0.6p) £ svfsva1-異號彎矩影響系數(shù)，計算簡支梁和連續(xù)梁近邊支點梁段的抗剪承載力時

11、，a1=1.0 ；計算連續(xù)梁和懸臂梁近中間支點梁段的抗剪承載力時，a 1=0.9 ；故取a1=1.0 ；a2-預(yù)應(yīng)力提高系數(shù)，對鋼筋混凝土受彎構(gòu)件，a 2=1.0 ；對預(yù)應(yīng)力混凝土受 彎構(gòu)件，a2=1.25，但當(dāng)由鋼筋合力引起的截面彎矩與外彎矩的方向相同，或允許出 現(xiàn)裂縫的預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件，取a 2=1.0 ；故取a 2=1.0 ；a3受壓翼緣的影響系數(shù)，取a 3 = 1.1 ；b斜截面受壓端正截面處矩形截面寬度，取b=400 mm ;ho 斜截面受壓段正截面的有效高度，自縱向受拉鋼筋合力點至受壓邊緣的距離；故取h°=625mm ;p 斜截面內(nèi)縱向受拉鋼筋的配筋百分率，p=100

12、 p,當(dāng)p>2.5時，取p=2.5，其中 p=As/bh 0; 故 p=100 X1005/(400 X625) =0.402 ;fcu,k邊長為150mm的混凝土立方體抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)，取 fcu,k =30MPa,; psv 斜截面內(nèi)箍筋配筋率，psv= Asv/ (Svb) =157.1/ (500 X400 ) =0.079% ;fsv 箍筋抗拉強度設(shè)計值，箍筋采用光圓鋼筋，故取值fsv=195MPa ;Asv 斜截面內(nèi)配置在同一截面的箍筋各肢的總截面面積，取157.1mm 2;Sv 斜截面內(nèi)箍筋的間距，取 500mm。由上述條件可以求得：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)故軌道梁400mm設(shè)置一道環(huán)形© 10箍筋滿足斜截面受力要求。軌道地基承載力計算經(jīng)過Madis2015建?？梢钥闯?，在縱梁方向基地土彈簧反力范圍為 2.22.4m， 考慮端頭位置反力較小，出于保守考慮縱梁方向2m為基底承力范圍。軌道梁下方設(shè) 置50cm碎石墊層，地基壓力按45度角擴散至基地，縱梁地基承力范圍為 3m。圖1.4-1軌道梁地基承載范圍側(cè)面圖圖1.4-2軌道梁地基承載范圍立面圖考慮最不利工況，軌道梁所受最大壓力為：Fmax=411.23KN地基

14、承力面積：S=3 X1.2=3.6m 2對地基壓力:fmax Fmax 114.2kpa v 160 kpa （實測地基承載力）S故龍門吊軌道基礎(chǔ)地基承載力滿足要求。2預(yù)制場臺座計算書2.1 工程概況工程簡介預(yù)制梁場場梁板尺寸主要有 25m、28m、29m、30m組合箱梁以及30mT梁。 其中最重的為30m預(yù)制組合箱梁中的邊梁?；炷练搅繛?0.2m3,最大預(yù)制梁重105t，模板采用整體液壓模板共重30t。地質(zhì)情況與預(yù)制梁場龍門吊基礎(chǔ)地質(zhì)情況一致，不做贅述。2.2 臺座設(shè)計臺座尺寸制梁臺座由方鋼臺座及混凝土支墩組成，其中方鋼臺座通長30.5m，尺寸為30.5 X0.922 X0.55m，為便于

15、臺座改造，防止不均勻沉降，采用30 X30cm方鋼管墩支撐、 復(fù)合背肋鋼模，方鋼管通過與基礎(chǔ)中預(yù)埋的角鋼焊接固定作為支撐體系。為了保證制梁臺座高度防止臺座沉降，在方鋼管墩下方設(shè)置100 X40 20cm的C20混凝土支墩。圖2.2-1方鋼管臺座222制梁臺座驗算預(yù)制梁自重 105T，取 Gi=105 X9.8=1029KN ;模板及振搗設(shè)備重30T，取G2=30 X9.8=294KN ;方鋼臺座按照80cm 一道布置，方鋼墩放置在尺寸為 1 X0.4 X0.2m的水泥支墩 上，水泥支墩體積 V1=0.08m 3,單個水泥支墩及方鋼重力 G3=0.08 X25=2KN ;梁板張拉前受力驗算在預(yù)制

16、梁張拉前，整體對地基的壓力最大的時候是在混凝土澆筑之時，考慮1.1的安全系數(shù)，所以總的對地基的壓力最大值為：Fmax=1.1 X(G1+G2+G3)=1.1 X(1029+294+2 ) =1457.5KN。故 80cm 范圍內(nèi)臺座受力 F= (Fmax/30.5 )X0.8=38.23KN水泥支墩與地基有效接觸面積為：A1=1 X0.4=0.4m 2。對地基的壓力為：A138.230.495.6KPa。所以，預(yù)制梁張拉前地基承載力要求不小于95.6KPa。梁板張拉后受力驗算張拉后，由于梁板起拱，預(yù)制梁脫離臺座接觸，只有兩端與臺座接觸，可看梁板簡支在臺座兩端。臺座兩端擴大基礎(chǔ)尺寸為2 X1.5

17、 X0.2m，體積V2=0.6m 3，重力G4=V2X25=15KN取1.1的分項系數(shù)故臺座單端受力大小為：F張拉=1.1 XG1/2+1.1 XG4=582.45KN基礎(chǔ)底面積為：A2=2 X1.5=3m 2 o對地基的壓力為:F張拉582.45"AT3194.15KPa。所以，梁板張拉后，臺座端頭地基承載力要求不小于 194.15KPa存梁臺座驗算存梁臺座設(shè)計存梁臺座采用雙層C25鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，縱梁方向6m設(shè)置一道斷逢防止不均 勻沉降。存梁臺座頂部超出地面 0.3m，保證梁板吊裝的有效操作空間和安全距離具體尺寸見圖:圖2.2-4存梁臺座斷面圖受力分析存梁臺座設(shè)計為雙層存梁（箱梁

18、、空心板），梁板之間間距為3.2m。單片梁板重：G=105 X9.8=1029KN ;存梁臺座單端受力：F=2 XG/2=1029KN ;存梁臺座自重線荷載：q1=S X25=36.75KN/m（S為存梁臺座截面面積）；地基反力縱梁方向平均長度取L=3.2m，截面方向取B=2.4m （存梁臺座底部寬）；地基承載面積：S1=L XB=7.68m 2;開挖土體自重線荷載：q2=S2 X；=1.2 X18=21.6KN/m （入為土重度取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-_:圖2.2-5 存梁臺座受力簡圖地基承載力驗算地基承載力特征值 fa 160KPa軸心荷載作用下地基承載力驗算計算公式：按建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范(GB 500