龙门吊轨道基础验算

附件：龙门吊基础验算

一、门吊钢跨梁强度验算

1.概述

龙门吊过跨梁采用上下铺设40mm厚盖板和30mm厚腹板组焊而成箱形结构梁，中间间隔1.5m均匀布置16mm厚隔板，整体高度455mm。所用材料主要采用Q345B高强钢，结构形式见图（一）

图一龙门吊钢跨梁结构形式图

2.计算载荷工况：

2.1计算载荷：钢板组合梁上只运行16T门吊，45T门吊则不再钢梁上运行，16T 门吊自重70吨，吊重16吨，走行轮数4，单个轮压G=(70/2+16)/2=25.5T，垂向动荷系数取1.4,单个轮压为G*1.4=35.7T。（门吊轮距7.5m）

2.2载荷工况：

工况1，门吊运行到一轮压地基面端部，一轮压过跨梁上。

工况2，门吊运行到过跨梁中部时工况。

2.2材料的许用应力：

3．有限元建模

过跨梁钢结构有限元模型见图（二）。由于为左右对称结构，采用实体单元进行网格的自动划分。该模型共划分了54768 个单元， 43581个节点。

材料材质

屈服极限

(MPa)

《铁标规》的许用

应力(MPa)

《钢结构设计规》的许

用应力(MPa) Q345B 345 216 230

图二过跨梁钢结构有限元模型

4 结论：

工况1：过跨梁最大应力为109.98 MPa（见图三）、最大静挠度为15.6mm （见图四），挠跨比为14.66/21000=1/1432＜1/500；

工况2：过跨梁最大应力为168.26 MPa（见图五）、最大静挠度为36.2mm （见图六），挠跨比为34/21000=1/617＜1/500；

在载荷工况下，最大应力均小于材料的许用应力，刚度小于钢结构设计规挠跨比1/500，过跨梁最大强度和刚度均满足使用要求。

图三过跨梁工况1应力云图

图四过跨梁工况1应变云图

图五过跨梁工况2应力云图

图六过跨梁工况2应变云图

二、门吊扩大基础承载力计算

龙门吊轨道梁基础为500mm*600mm，扩大基础图如图七所示，梁上预埋螺栓，铺设43#钢轨，轨道之间预留5mm收缩缝、接地线，轨道末端做挡轨器。

图七扩大基础图

45T龙门吊单侧图

单侧龙门吊自重g1=110t/2*10=550kn；

45t门吊主要负责渣土吊出，按最不利起重条件即所有吊重均在龙门吊一侧时；则g2=45t*10=450kn；

基础砼断面按照0.3m³计算，比重按 2.4t/m³，计算基础10.9m，则g3=0.3*10.9*2.4*10=78.4kn

单侧龙门吊荷载G=g1+g2+g3=1078.4kn，龙门吊同侧轮距为10.9m，计算地基承载力长度按10.9m计算。

扩大基础处地基承载力验算（按最不利单侧起重计算，安全系数取1.4）。

σ=N/A*安全系数<最小地基承载力

其中σ——龙门吊运行地基容许承载力

N——基础底面以上的竖向总荷载

A——基础底面积

扩大基础地基为原劳动路路基，属于二级公路，根据《省公路工程路基地基承载力触探试验暂行规定（试行）》要求，二级公路路基地基承载力在路堤高度0-2m时，应不小于125kpa ，路基承载力要求见表一。

表一：二级公路地基承载力要求表

龙门吊扩大基础实际要求地基承载力为：

σ=N/A*安全系数

=1.4*1078.4/（10.9*1.2）

=115.4kpa<125kpa

因此该段地基承载力满足扩大基础所需的龙门吊运行地基容许承载力。三、门吊基础及冠梁受力计算

基坑南侧龙门吊基础落在冠梁上，采用锚固筋与冠梁连接固定。门吊基础采用C30砼，500*600条形基础，龙门吊基础对冠梁产生的压强（以45T龙门吊验算）为：

龙门吊自重为135t，最大起重重量为45t，最不利荷载状况是起重荷载全部

作用在一侧轨道梁上,龙门吊每侧4个轮子，简化成2个集中力F=（110÷4+45÷2）×10=500kN。按照《建筑结构荷载规》中，可变荷载系数取1.4，即F=1.4×500=700kN；

龙门吊轨道采用43轨，则轨道对门吊基础产生的压强为：

σ=F/A

=700*1000/（0.114*7.5）=0.82MPa

龙门吊基础采用C30混凝土施工，抗压为30MP，远大于轨道对门吊基础产生的压强，且基础坐落在冠梁上，只对冠梁产生竖直方向压力，压力由地下连续墙传导至稳定岩层，对维护结构稳定性无影响。所以标准段龙门吊基础符合安全要求。