预制梁场龙门吊轨道基础及台座计算书图文Word格式.docx

1、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车所受集中荷载为 P,龙门吊自重均布荷载为 q。P=G1/2=105 9.8/2=514.5KN （1-1）q=G2/L=70 9.8/42=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: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 L+P（1-3）取龙门吊左侧支腿为支点,力矩平衡得到:N2 L=q L 0.5L+P 3.5（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

2、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: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=434.7KN 1.3 建模计算建模计算 1.3.1 力学模型简化力学模型简化 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 弹性支撑刚度推导弹性支撑刚度推导 根据路桥施工计算手册p358

3、可知,荷载板下应力 P 与沉降量 S 存在如下关系:（1-6）其中:E0地基土的变形模量,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；Pcrp-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。故令地基承载的刚度系数,则（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 n=0.250.35,取=0.35 粉质粘土的变形莫量

4、E0=16 MPa。带入公式（1-6）求解得:K=4.144 106 1.3.3Madis2015 建模计算建模计算（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

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龙门吊轨道梁配筋计算 1.4.1 轨道梁正截面强度验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:（1-7）（1-8）-混凝土抗压强度设计值,C30 混凝土取 14.3Mpa；-截面有效高度；-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=7.5cm）；-受压区混凝土截面宽度,取 400mm；-相对受压区高度,取 0.56；由公式（1-7）（1-8）可以求的；m 因为,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:（1-9）（1-10）（1-

6、11）-钢筋抗拉强度设计值,取 280Mpa；-受拉区钢筋截面面积；-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 通过公式（1-11）可求得 结论:纵向受拉钢筋最小配筋率为 1540mm2,龙门吊轨道梁实际配置 8根 16纵向受拉钢筋=1600mm2 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 1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

7、力时,1=0.9；故取 1=1.0；2预应力提高系数,对钢筋混凝土受弯构件,2=1.0；对预应力混凝土受弯构件,2=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 2=1.0；故取 2=1.0；3-受压翼缘的影响系数,取 3=1.1；b-斜截面受压端正截面处矩形截面宽度,取 b=400 mm；h0-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 h0=625mm；p-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=As/bh0；故 p=100 1005/（400 625）=0.40

8、2；fcu,k-边长为 150mm 的混凝土立方体抗压强度标准,取 fcu,k=30MPa,；sv-斜截面内箍筋配筋率,sv=Asv/（Svb）=157.1/（500400）=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 157.1mm2；Sv-斜截面内箍筋的间距,取 500mm。由上述条件可以求得:=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轨道地基承载力计算 经过 Madis2015 建模可以看出,在

9、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 地基承力面积:S=3 1.2=3.6m2 对地基压力:160（实测地基承载力）故龙门吊轨道基础地基承载力满足要求。2 预制场台座计算书预制场台座计算书 2.1 工程概况工程概况 2.1.1 工程简介工程简介 预制梁场场梁板尺寸主要有 25m、2

10、8m、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。2.1.2 地质情况地质情况 与预制梁场龙门吊基础地质情况一致,不做赘述。2.2 台座设计台座设计 2.2.1 台座尺寸台座尺寸 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 0.922 0.55m,为便于台座改造,防止不均匀沉降,采用 30 30cm 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

11、 100 40 20cm 的 C20 混凝土支墩。图 2.2-1 方钢管台座 2.2.2 制梁台座验算制梁台座验算 预制梁自重 105T,取 G1=105 9.8=1029KN；模板及振捣设备重 30T,取 G2=30 9.8=294KN；方钢台座按照 80cm 一道布置,方钢墩放置在尺寸为 1 0.4 0.2m 的水泥支墩上,水泥支墩体积 V1=0.08m3,单个水泥支墩及方钢重力 G3=0.08 25=2KN；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 1.1 的安全系数,所以总的对地基的压力最大值为:Fmax=1.1（G1+G2+G3）=1.1

12、（1029+294+2）=1457.5KN。故 80cm 范围内台座受力 F=（Fmax/30.5）0.8=38.23KN 水泥支墩与地基有效接触面积为:A1=1 0.4=0.4m2。对地基的压力为: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 1.5 0.2m,体积 V2=0.6m3,重力 G4=V2 25=15KN 取 1.1的分项系数故台座单端受力大小为:F张拉=1.1 G1/2+1.1 G4=582.45KN 基础底面积为:A2=2 1.5=3

13、m2。所以,梁板张拉后,台座端头地基承载力要求不小于 194.15KPa。2.2.3 存梁台座验算存梁台座验算 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=105 9.8=1029KN；存梁台座单端受力:F=2 G/2=1029KN；存梁台座自重线荷载:q1=S 25=36.75KN/m（S 为存梁台座截面面积）；地基反力纵梁方向平均

14、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 B=7.68m2；开挖土体自重线荷载:q2=S2=1.218=21.6KN/m（为土重度取 18KN/m3）。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 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 500072011）下列公式验算:Pk=（FkGk）/A Pk=（Fq1 L-q2 L）/S1=（102936.75 3.221.6 3.2）/7.68 =140.3kPa 故地基承载力满足要求。基础受压验算 存梁台座采用 C25 混凝土,轴心抗压强度设计值:fcd=11.9Mpa。考虑到梁板放置在存梁台座上,梁低楔形块位置集中受力；楔形块面积:S=0.5 0.5=0.25m2；局部荷载为:F=1029KN；所以,存梁台座自身受力强度满足要求。