龙门吊轨道基础与台座设计计算书.docx

龙门吊轨道基础与台座设计计算书.docx

《龙门吊轨道基础与台座设计计算书.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《龙门吊轨道基础与台座设计计算书.docx（23页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

龙门吊轨道基础与台座设计计算书

重庆江津至贵州习水（重庆境）高速公路

及江津四面山高速支线

（K0+209～K64+280、LK0+000～LK5+706）

龙门吊轨道基础及台座计算书

（四分部）

批准：

审核：

编制：

中电建路桥集团有限公司重庆江习高速总承包部

二〇一六年四月

1、编制依据-1-

2、龙门吊轨道基础设计-1-

2.1设计基本参数-1-

2.2结构设计-1-

2.3模型建立-2-

2.4计算分析-3-

2.5基础配筋及抗剪强度验算-16-

3、台座基础承载力验算-18-

3.1基本设计参数-18-

3.2预制台座基础承载力验算-18-

3.3存梁台座基础承载力验算-19-

龙门吊轨道基础及台座计算书

1、编制依据

⑴《两阶段施工图设计》（装配式预应力混凝土T梁桥上部结构）

⑵业主相关合同文件要求；

⑶重庆市相关法律法规；

⑷《预制梁场建设及T梁架设专项施工方案》

⑸国家、交通部、市颁布的有关公路工程的技术规范、技术标准和规程；

①中华人民共和国交通部颁布的现行《工程建设标准强制性条文》（公路工程部分）

②《重庆市公路工程质量控制强制性要求》（渝交委路[2012]30号）

③《重庆市公路水运工程安全生产强制性要求》

④《重庆市高速公路施工建设标准化指南》

⑤《地基与基础》（第三版）.中国建筑工业出版社；

⑥《弹性地基梁计算图表及公式[M]》（中国船舶工业总公司第九设计院）.国防工业出版社；

⑦《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）；

⑧《水工钢筋混凝土结构学》（第三版）.中国水利水电出版社。

2、龙门吊轨道基础设计

2.1设计基本参数

预制梁场场地平整采用碎石土进行填筑，压实度不得低于94%，中等密实碎石土地基承载力特征值为400kpa，参照《地基与基础》（第三版）中等密实碎石土的基床系数

，选取

进行设计计算。

2.2结构设计

（1）混凝土结构

初步确定MG75龙门吊基础采用C20混凝土结构，参照《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）。

C20混凝土的弹性模量

。

（2）基础结构尺寸初步拟定

初步确定MG75龙门吊基础采用矩形结构形式，底板宽度为1.2m，高度为0.6m，梁长按25m考虑，之间采用2cm厚泡沫板进行分缝处理。

图2.1龙门吊基础结构图

（3）轮压荷载

根据设备提供的资料MG75t龙门吊，台车中心轮距为5.8m，单个支腿小车中心轮距为1.1m，最大轮压为220KN，见吊车轮压荷载图：

图2.2龙门吊轮压荷载结构图

2.3模型建立

取25m长度的基础采用Midas/Civil建立模型进行计算分析，按照1m单元体进行分割，共分割25个单元体，基础与地基建立弹性地基约束，约束刚度为基床系数

，梁体两端建立铰接约束。

基础荷载主要为基础自重+轮压移动荷载。

通过梁体单元影响线计算梁体内力。

其模型结构见下图：

图2.3-1轨道基础模型图

图2.3-2移动轮压荷载线模型图

2.4计算分析

2.4.1地基反力计算分析

⑴地基反力计算结果

图2.4-1地基反力图

⑵地基反力包络图

图2.4-2地基反力包络图（单位：

KN）

⑶地基反力验算

①地基承载力确定

预制梁场场地平整采用碎石土进行填筑，压实度不得低于94%，中等密实碎石土地基承载力特征值为400kpa。

②地基承载力分析

建筑物的地基计算均应满足承载力计算的有关规定，即应满足：

式中：

——地基地面处的平均压力值，kpa；

——地基地面处的最大压力值，kpa；

——地基承载力，kpa。

根据图2.4-2地基反力包络图求的地基地面处的平均压力约为139.6KN，基础梁产生的地基反力有：

则有：

所以满足地基承载力要求。

根据图2.4-2地基反力包络图求的地基地面处的最大压力约为533.3kpa，则有：

所以满足地基承载力要求。

根据图2.4-2地基反力包络图求的地基地面处的最小压力约为111.8kpa，则有：

所以基础梁未出现拉应力，满足地基承载力要求。

⑷地基处理建议

依据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）6.3节填土地基要求：

①压实填土的填料，应符合以下规定：

1）级配良好的砂土或碎石土：

以卵石、砾石、块石或岩石碎屑作填料时，分层压实时其最大粒径不宜大于200mm，分层夯实时其最大粒径不宜大于400mm；

2）性能稳定的矿渣、煤渣等工业废料；

3）以粉质黏土、粉土作填料时，其含水量宜为最优含水量，可采用击实试验确定；

4）挖高填低或开山填沟的土石料，应符合设计要求；

5）不得使用淤泥、耕土、冻土、膨胀土以及有机质含量大于5%的土。

②压实填土的质量压实系数控制：

排架结构，在地基主要受力层范围内不得小于0.96；在地基主要受力层范围以下不得小于0.94。

③压实填土的地基承载力特征值，应根据现场原位测试结构确定。

④填土地基在进行压实施工时，应注意采用地面排水措施。

2.4.2轨道基础剪力计算分析

⑴移动荷载剪力影响线计算结果

图2.4-3单元3端点剪力移动荷载影响线

由图2.4-3反映单元3端点的剪力最大值为312.2KN。

图2.4-4单元5端点剪力移动荷载影响线

由图2.4-4反映单元5端点的剪力最大值为305.0KN。

图2.4-5单元7端点剪力移动荷载影响线

由图2.4-5反映单元7端点的剪力最大值为313.2KN。

图2.4-6单元9端点剪力移动荷载影响线

由图2.4-6反映单元9端点的剪力最大值为330.2KN。

图2.4-7单元11端点剪力移动荷载影响线

由图2.4-7反映单元11端点的剪力最大值为335.6KN。

图2.4-8单元13端点剪力移动荷载影响线

由图2.4-8反映单元13端点的剪力最大值为335.1KN。

⑵基础梁剪力包络图

图2.4-9轨道基础剪力包络图（单位：

KN）

2.4.3轨道基础弯矩计算分析

⑴移动荷载弯矩影响线（MVmax）计算结果

图2.4-10单元1（中心位置）弯矩移动荷载影响线（MVmax）

由图2.4-10反映单元1中心位置的弯矩最大值为169.6KN/m。

图2.4-11单元3（中心位置）弯矩移动荷载影响线（MVmax）

由图2.4-11反映单元3中心位置的弯矩最大值为410.2KN/m。

图2.4-12单元5（中心位置）弯矩移动荷载影响线（MVmax）

由图2.4-12反映单元5中心位置的弯矩最大值为342.9KN/m。

图2.4-13单元7（中心位置）弯矩移动荷载影响线（MVmax）

由图2.4-13反映单元5中心位置的弯矩最大值为296.5KN/m。

图2.4-14单元9（中心位置）弯矩移动荷载影响线（MVmax）

由图2.4-14反映单元9中心位置的弯矩最大值为236.7KN/m。

图2.4-15单元11（中心位置）弯矩移动荷载影响线（MVmax）

由图2.4-15反映单元11中心位置的弯矩最大值为236.1KN/m。

图2.4-16单元13（中心位置）弯矩移动荷载影响线（MVmax）

由图2.4-16反映单元13中心位置的弯矩最大值为235.6KN/m。

⑵移动荷载弯矩影响线（MVmin）计算结果

图2.4-17单元1（中心位置）弯矩移动荷载影响线（MVmin）

由图2.4-17反映单元1中心位置的弯矩最大值为-22.1KN/m。

图2.4-18单元3（中心位置）弯矩移动荷载影响线（MVmin）

由图2.4-18反映单元3中心位置的弯矩最大值为-88.5KN/m

图2.4-19单元5（中心位置）弯矩移动荷载影响线（MVmin）

由图2.4-19反映单元5中心位置的弯矩最大值为-104.9KN/m

图2.4-20单元7（中心位置）弯矩移动荷载影响线（MVmin）

由图2.4-20反映单元7中心位置的弯矩最大值为-102.4KN/m

图2.4-21单元9（中心位置）弯矩移动荷载影响线（MVmin）

由图2.4-21反映单元9中心位置的弯矩最大值为-100.5KN/m

图2.4-22单元11（中心位置）弯矩移动荷载影响线（MVmin）

由图2.4-22反映单元11中心位置的弯矩最大值为-101.7KN/m

图2.4-23单元13（中心位置）弯矩移动荷载影响线（MVmin）

由图2.4-23反映单元13中心位置的弯矩最大值为-104.2KN/m

⑶轨道梁弯矩包络图

图2.4-24轨道基础弯矩包络图（单位：

KN▪m）

2.5基础配筋及抗剪强度验算

2.5.1基础配筋计算

⑴基本资料

混凝土等级采用C20，选用Ⅲ级钢筋。

根据《水工钢筋混凝土结构学》（第三版）附录二表1和表3查的材料强度设计值

，

；混凝土重度

。

根据结构建筑物安全级别，结构重要系数

，正常运行期为持久状况，所以设计状况系数

，永久荷载分项系数

。

承载能力极限状态下，结构系数

；正常使用极限状态下，结构系数

。

根据2.4-24弯矩包络图，基础梁上部结构最大弯矩为

，下部结构最大弯矩

。

⑵内力计算

上部结构受弯弯矩标准值（取最大值考虑）：

上部结构受弯弯矩设计值（取最大值考虑）：

下部结构受弯弯矩标准值（取最大值考虑）：

下部结构受弯弯矩设计值（取最大值考虑）：

⑶上部结构配筋计算

按矩形截面计算。

则计算截面为

。

根据气候环境特征，确定基础梁混凝土保护层厚度为50mm，则截面有效高度：

截面抵抗矩系数

计算：

将上述数据代入下式有：

相对受压区高度

计算：

将上述数据代入下式有：

，满足要求。

钢筋截面面积

计算：

将上述数据代入下式有：

选用7Φ12（实际

）

⑷下部结构配筋计算

将上述数据代入下式有：

将上述数据代入下式有：

，满足要求。

钢筋截面面积

计算：

将上述数据代入下式有：

选用8Φ22（实际

）

2.5.1基础抗剪强度验算

根据2.4-9剪力包络图，基础梁最大剪力

则有：

满足斜截面受剪承载力的要求，但梁断面比较高，根据构造要求设置

12@500的箍筋。

3、台座基础承载力验算

3.1基本设计参数

①预应力钢筋混凝土容重：

γ=26KN/m³；

②普通钢筋混凝土容重：

γ=24KN/m³；

③模板自重：

1.0KN/㎡；

④施工人员、机具荷载：

1.5KN/㎡；

⑤倾倒混凝土时产生的冲击荷载:

2.0KN/㎡；

⑥振捣混凝土产生的荷载：

2.0KN/㎡；

将人机、倾倒及振捣荷载归为临时荷载：

④+⑤+⑥=5.5KN/㎡；

3.2预制台座基础承载力验算

①预制阶段

预制阶段T梁台座均布受压，主要荷载为台座自重+T梁混凝土自重+模板重量+施工机具、人荷载。

台座自重：

q1=25.1×25=627.5KN。

T梁混凝土自重：

q2=52×26=1352KN。

模板自重：

q3=1.0×256=256KN。

施工机具、人荷载：

q4=5.5×24=132KN

Q=q1+q2+q3+q4=2367.5KN，则台座基础承载力P=2367.5/（40×1）=59.2kpa＜400KPa,满足要求。

②张拉阶段

张拉阶段T梁起拱，按照最不利情况，所有重量集中在台座两端，主要进行台座两端扩大基础结构承载力验算。

两端扩大基础结构底宽为2.0m，长度为3.0m，高度0.6m则有：

扩大基础自重：

q1=4.1×25=102.5KN。

T梁混凝土自重：

q2=52×26=1352KN。

Q=q1+q2=1454.5KN，单个扩大基础承载力为Q=1454.5/2=727.25KN

台座基础承载力P=727.25/（2×3）=121.2kpa＜400KPa,满足要求。

3.3存梁台座基础承载力验算

存梁台座按照T梁存储满负荷验算，每组台座可存储6片T梁（按照2层进行存储），则有：

单个存梁台座基础自重：

q1=12×25=600KN。

单片T梁混凝土自重：

q2=52×26=1352KN，则有单个存梁台座承受T梁重量为：

q3=1352×6/2=4056KN。

则存梁台座基础承载力为：

Q=q1+q3=4656KN

台座基础承载力P=4656/（2×8）=291kpa＜400KPa,满足要求。