15t龙门吊基础方案讲解.docx
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15t龙门吊基础方案讲解
一、工程概况
深圳地铁7号线农林站盾构始发场地，根据盾构施工需要安装1台1台15t门式起重机，以供盾构施工时管片、油脂等器材的垂直运输，确保盾构施工需要。
二、龙门吊检算
1、设计依据
（1）混凝土结构工程施工质量验收规范（GB50204-2002）；
（2）钢筋机械连接技术规程（JGJ107-2010）
（3）铁路隧道施工技术安全规范（GBJ404-1987）；
（4）建筑工程验收统一标准（GBJ50300-2001）；
（5）钢筋焊接及验收规程（JGJ18-1996）；
（6）混凝土强度检验评定标准（GBJ107-87）；
（7）混凝土质量控制标准（GB50164-92）；
（8）钢筋焊接接头试验方法（JGJ/T27-2001）；
（9）混凝土结构设计规范（GB50010-2002）；
2、设计参数：
从安全角度出发，按g=10N/kg计算。
15吨龙门吊自重：
32.9吨，G1=32.9×1000×10=329KN；
15吨龙门吊载重：
15吨，G2=15×1000×10=150KN；
15吨龙门吊4个轮子每个轮子的最大承重：
G3=（329+150）/4=119.75KN
混凝土强度：
普通混凝土设计抗压强度C30，C=3×1000=3000KPa；ft=14.3n/mm2
15吨龙门吊边轮间距：
L1：
6.7m
3、受力分析与强度验算：
15吨龙门吊受力如下图2-1：
图2-1龙门吊受力分析图
3.1、门吊轨道采用43#钢轨。
3.2、根据受力图，两条钢轨完全作用于其下面的混凝土结构上的钢块，钢块镶嵌在混凝土上，故而进行混凝土强度验证：
假设：
（1）整个钢轨及其基础结构完全刚性（安装完成后的钢轨及其结构是不可随便移动的）。
（2）每台龙门吊完全作用在它的边轮间距,即：
龙门吊作用在钢轨上的距离是：
L1=6.7m。
根据压力压强计算公式：
压强=压力/面积，转换得：
面积=压力/压强
要使得龙门吊对地基混凝土的压强小于2MPa才能达到安全要求。
即最小面积：
S1min=4×119.75KN/2000KPa=0.240m2
对于15吨龙门吊，采用43#钢轨，钢轨底宽为0.114m，按均布荷载计算，6.7/2*0.114*=0.3819大于0.40。
4、设计结果：
最窄处冠梁外边距离为24.4m，而龙门吊轨道中心间距为25.2m，在农林站端头井位置，龙门吊基础直接座在冠梁上。
在普通段，龙门吊基础采用宽0.4m、高0.6m矩形梁式C30混凝土基础。
冠梁上植筋Φ20@1000的方式与基础锚固。
具体见下图2-2。
图2-215t门吊轨道梁平面布置图
图2-3门吊轨道梁基础配筋图
三、轨排井龙门吊轨道梁布置方案
3.1、平面位置
龙门吊轨道梁共2条，纵向布置于线路左右两侧见上图2-2所示。
纵向位置，西侧从端头井挡墙向西延伸10米，东侧自挡墙延伸30米，共长40米。
见上图2-2。
3.2、立面布置
为保证龙门吊轨道顶面与场地地面基本齐平，轨道浇筑完成后只露出钢轨轨道，浇筑完成后场地硬化与路面一样平。
轨道所在区域路面设2.5‰坡度向两边水沟排水。
3.3、轨道梁施工
3.3.1、轨道梁基础
冠梁上轨道梁施工：
首先用炮机破除冠梁顶部砼，然后在已施工的冠梁顶面竖向打孔植Φ20钢筋，与轨道梁基础钢筋连接；
普通段轨道梁基础：
破除地面硬化砼，开挖出梁体位置，砂浆铺底后，绑扎钢筋。
钢筋绑扎完成以后，测量放线，定出预埋件位置和轨道标高。
施做轨道固定螺栓，螺栓与主筋焊接牢固，浇筑砼前用透明胶带包裹。
预埋件安装完成以后，浇筑C30砼。
浇筑时做好试件，检测砼强度。
3天后，安装轨道，然后硬化路面。
四、龙门吊轨道基础设计计算
4.1龙门吊轨道基础平面布置
如上图所示，龙门吊轨道基础布置沿农林站东端头井两侧向掘进方向延伸。
可分为两段，一段直接埋置在原路基上，一段设置的轨排井围护结构梁冠上。
根据以往的工程经验我们采用矩形截面形式的条形基础作为龙门吊基础形式。
4.2条形基础计算
如上图2-2所示，矩形轨道基础上铆固一条43#龙门吊行走轨道，结构计算以
图4-115t门吊受力分析图
15t为外荷载。
15t的龙门吊的最大轮压为119.75KN，每两个轮为一组。
则有：
P15=119.75kN-------------------------------15T龙门吊最大轮压
Q1=43kg/m×10N/kg=0.43k----------------------P43型钢轨重
Q2=（0.6m×0.4m）×25kN/m3=6kN/m----轨道梁自重荷载
考虑到钢轨的作用，上述数据中的龙门吊轮压荷载P应简化成一段均布荷载作用在门吊轨道基础上。
图4-215t门吊侧视图
根据基础抗冲剪破坏公式：
Fl≤0.7βhpftAm
Am=∑Bi×Hi
Fl=pjAl
式中：
βhp---受冲切承载力截面高度影响系数，当h不大于800mm时，βhp取1.0.当h大于等于2000mm时，βhp取0.9，其间按线性内插法取用；
ft---混凝土轴心抗拉强度设计值；
h0---基础冲切破坏锥体的有效高度；
Am---冲切破坏体最不利一侧面积；
Bi---冲切破坏体最不利一侧截面的宽度；
Hi--冲切破坏体最不利一侧截面的高度；
pj---扣除基础自重及其上土重后相应于荷载效应基本组合时的地基土单位面积净反力，对偏心受压基础可取基础边缘处最大地基土单位面积净反力；
Al---冲切验算时取用的部分基底面积；
Fl---相应于荷载效应基本组合时作用在Al上的地基土净反力设计值。
p1={[6.7×（0.43+6）]+2×119.75}/6.7×1.0=42.18kN/m2
F1=p1×A1=42.18kN/m2×1.0m2=109.5kN<0.7×1.0×1.43×（600×400）×0.001=240.24kN。
故，倒T型龙门吊基础可按最小配筋率配筋。
即：
ρ>ρsvmin=0.24（ft/fyv）=0.24×1.43/210=0.163%。
实际ρ=12*3.14*20*20/4/600*400=1.57%>ρsvmin，故满足要求。
4.3地基承载能力计算
根据太沙基极限承载力假设：
地基为均质半无限体；
剪切破坏区限制在一定范围内；
基础底面粗糙，与基础有摩擦力存在。
fu=1/2γbNγ+γ0dNq+cNc
其中，γ--------------------------基底面下土壤的重度；
γ0-------------------------基底面上土壤的重度；
C---------------------------土的快剪指标；
Nγ、Nq、Nc----------------承载力因素，根据φ查表；
查表计算：
fu=1/2×21.0×1.0×19+19.0×0.8×19+5×33=653kPa。
所以：
fa=
=653/2.5=261kPa，其中Fs为承载能力安全系数，取2.5。
p1=42.18kN/m2=42.18kPa五、轨道梁施工
5.1钢筋工程
轨道梁主筋采用HRB400Φ20带肋螺纹钢筋，钩筋及箍筋采用HPB235φ10圆钢，钢筋连接焊接工艺。
（1）施工准备
①钢筋技术专项负责人对依据下料单备料加工。
②钢筋下料前对进场钢筋进行调直、除锈，物资部门做好材料进场验收，不满足进场要求的钢筋坚决退换。
③合理安排同规格、同品种钢筋的下料，使钢筋长度能够得到充分利用。
④下料人员根据下料单考虑弯曲增量和量度差值后，用粉笔画在钢筋上标出切断位置，必须采用钢筋切断机切断钢筋，确保钢筋下料误差控制。
⑤钢筋下料后在现场临时堆放要作好分类并标识工作，加工成型的钢筋要分类堆放，并做好标识，注明使用部位及规格型。
钢筋加工要根据施工进度合理分批、分段加工。
⑥钢筋下料前应全面检查施工现场基坑断面尺寸及外放值，同时考虑钢筋下料允许误差。
⑦在钢筋绑扎前应预制砼制成砼垫块。
（2）钢筋连接
现场操作技术要求
A、主筋接头位置相互错开，并且在35d范围内焊接接头不超过钢筋数量的50%。
主筋与箍筋、拉筋点焊。
B、在钢筋绑扎前应预制砼垫块，垫块布置以保证主筋净保护层满足设计要求为准。
（3）钢筋焊接施工
焊接工艺要求
A、焊条必须符合设计要求，有出厂证明书和材质证明书，其化学成份应满足焊接要求，并应有焊接头送检满足要求。
B、焊条的牌号应符合设计和规范要求，焊接HPB235钢筋采用E43焊条，HRB335\HRB400焊接采用E50焊条，焊条的药皮应无裂缝、气孔、凹凸不平等缺陷。
C、焊接过程中，电弧应燃烧稳定，药皮熔化均匀，无成块脱落现象。
D、焊条必须根据焊条说明书的要求烘干后才能使用,焊条必须有合格证。
E、操作者应在接头清渣后逐个检查焊件的外观质量，其检查结果应符合下列要求：
a、焊接表面平整，不得有较大的凹陷、焊渣。
接头处不得有裂纹。
b、焊接过程中及时清渣，焊缝表面光滑平整，焊缝美观，加强焊缝应平缓过渡，弧光应填满。
c、焊接时,引弧应在垫板、帮条或形成焊缝的部位进行，不得烧伤主筋。
d、搭接线应与钢筋接触良好，不随意乱搭。
e、咬边深度、气孔、夹渣的数量和大小，接头尺寸偏差，不得超过下表规定的数值。
表5-1钢筋电弧焊接头尺寸偏差及缺陷允许值（mm）
项次
项目
允许偏差
检验方法
1
帮条沿接头中心线的纵向移
0.5d
尺量
2
接头弯折
4°
用刻槽直尺
3
接头处钢筋轴线的偏移
0.1d且不大于3mm
尺量
4
焊缝厚度
0～+0.05d
用卡尺和尺
5
焊缝宽度
0～+0.1d
用尺量
6
焊缝长度
-0.5d
尺量
7
横向咬边深度
0.5
目测（负温下,咬边深度不大于0.2mm）
8
焊缝气孔及夹渣的数量和大小
2个/6mm2
5.2砼浇筑
（1）模板、钢筋、完成后必须经过班组、质检员、质检工程师三级检查后才能进行混凝土浇注。
（2）振捣器采用HZ50型插入振动棒。
底板混凝土分三层浇筑每层厚度为30～50cm。
（3）商品混凝土到达现场后核对报码单,并在现场作坍落度检查,坍落度容许士1～2cm误差,超过者立即通知搅拌站调整,严禁在现场任意加水,并留足抗压试件。
商品砼申请单必须写明浇注部位砼标号，浇注数量，坍落度要求，粉煤灰与减水剂掺量，水泥种类。
（4）分层振捣混凝土，插入式振动棒插入下层混凝土深度不小于5cm，振捣时，不得碰撞钢筋、预埋件。
（5）混凝土灌注前应对模板、预埋件、钢筋进行检查，清除模板内杂物，隐蔽合格验收后，方可灌注混凝土。
5.3砼养护
底\顶板浇筑及二次抹面压实后应立即覆盖洒水养护，养护时间不小于14天。
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