龙门吊轨道梁设计方案及受力检算(北端砼梁)

地铁三号线TJSG-11标段

45t龙门吊轨道梁设计方案

编制：

中铁七局集团地铁三号线TJSG-11标段项目经理部

2012年10月29日

施工方案项目部审核意见表

11标长乐公园站45吨龙门吊轨道梁施工专项方案一、工程概况

【长乐公园】站位于森路、互助路与金花路交汇处盘道东北角，互助路立交桥东侧，沿西北-东南向布置。由于拆迁影响，车站方案调整为明挖+北端局部PBA洞桩法暗挖施工。方案调整以后，车站总长176.1m，其中南明挖段长121.9m，北明挖段长6m，暗挖段长48.2m。明挖车站南北两端均设置扩大段作为盾构始发段，南侧向路方向始发，北端向门方向始发。南端扩大段宽24.8m，西侧长15.4m，东侧长17.7m，如图1所示；北端扩大段长17.6m，宽24.2m，如图2所示；车站中部为标准段，宽度为20m。

图1 车站南端扩大段图2 车站北端扩大段

二、轨道梁设计方案

为满足盾构施工进料出土及前期车站施工的需要，在车站上方设置龙门吊走行轨道梁，前期车站施工布置5T龙门吊（或布置16T龙门吊）配合车站施工需要，后期架设一台45T龙门吊。45T龙门吊为原一号线既有设备，跨距22m，因此考虑车站龙门吊轨道梁施工一次成型，满足车站及盾构施工需要。龙门吊轨道梁平面图见附件1。

根据龙门吊跨度及车站标准段宽度，考虑将龙门吊轨道梁设置在车站两侧

冠梁上部，同时由于车站所在场地整体呈南底北高，车站北端冠梁设计标高比南端冠梁高 1.075m，因此在南端非扩大段冠梁上部浇筑截面尺寸为0.6m×1.275m（既有箱梁高1.2m同时考虑钢箱梁底比支撑顶高0.075m）的钢筋砼梁作为轨道梁，在北端冠梁局部抬高20cm直接作为龙门吊轨道梁。

龙门吊跨南端扩大段时，轨道梁采用一号线原有钢箱梁（0.6m×1.2m），钢箱梁跨度15.4m，扩大段西侧跨度15.4m，东侧跨度17.7m，因此在西侧钢箱梁南端增加0.8m×0.8m（斜长2.35m）斜梁作为钢箱梁基础，北端担在冠梁上，如图3 所示；在东侧钢箱梁南端增加0.8m×0.8m（长5.05m）斜梁作为支撑，北端增设钢筋混凝土牛腿作为支撑，如图4所示。钢箱梁下垫3层20厚1层10厚的钢板调整75mm高差。以确保钢箱梁顶面与标准段轨道梁高程一致。

图3 车站南侧扩大端西侧轨道梁平面图

图4 车站南侧扩大端东侧轨道梁平面图

龙门吊跨北端扩大段时，将车站北端冠梁加宽700mm作为龙门吊轨道梁，配筋根据设计冠梁局部进行加强处理，且在轨道梁下方每2m设置一个钢筋砼牛腿作为支撑。车站北端轨道梁前期按照16T龙门吊荷载使用，明挖车站完成之后，在车站顶板上每隔2m做1个立柱，支撑轨道梁，后期龙门吊按照45T龙门吊荷载使用。如图5所示。

图5 车站北侧扩大段轨道梁平面图

车站标准段由于轨道梁与设计冠梁上部挡土板位置冲突，该部位挡土板不能施做，南段轨道梁高出地面部分可以代替挡土板起到挡水效果。北段轨道梁比地面底，考虑龙门吊运行安全距离，在距轨道梁1m处砌筑高出地面30cm的挡土墙起到挡水效果。如图6所示。因北端直接采用冠梁作为45t门吊轨道梁，因此在冠梁上局部抬高部分截面，抬高部分宽度400mm，按构造配筋。

图6 标准段轨道梁及挡土板断面图

三、南端钢箱梁检算（原有钢箱梁委托登峰加工制造）

南端扩大段采用一号线原有钢箱梁，宽0.6m，高1.2m，长15.4m，北端担在冠梁顶部，南端担在0.8m×0.8m钢筋混凝土梁上。该箱梁顶板采用2cm厚钢板、腹板采用1cm厚钢板，支点加劲板、纵向加劲板、横隔板均采用1cm厚钢板，组合焊接而成。钢板采用Q235钢材。如图1钢梁参数及大样图。

1、结构大样图

图1 钢梁结构大样图(单位：mm)

2、结构力学参数

面积A：

2

+

⨯

⨯

⨯

⨯

⨯

=;

⨯

A=

+

100

10

2

49200

2

10

20

2

1160

600mm

惯性矩I ：

4

103232310152016.1211601012

12)530100*********

15902060020600121(mm I ⨯=⨯⨯⨯+⨯⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯=弹性模量： E=206GPa ； 截面抵抗矩：3

10

19200267600101.152016mm h I W =⨯==。

3、荷载组成

1）自重荷载

m KN q /8622.31000107850110492006=⨯⨯⨯⨯=-，考虑钢轨及箱梁上

侧固定压板和螺栓重量，偏于安全考虑，取q=4.5KN/m 。

2）活载

龙门吊轮压为31.5t ，则：活载F=2×315=630KN

4、荷载检算

结构受力模型简化为受均布荷载及集中荷载的简支梁，受力如图：

1）受轨轮集中荷载（动载）工况一：

受集中荷载时弯矩图

最大剪力：Qmax=F=630KN

2）受自重均布荷载（恒载）：

受力简图

受自重均布荷载弯矩图

最大弯矩： m KN ql M .4.13384.155.482

21=⨯==；

最大剪力：Qmax=KN 7.3424.155.42=⨯=ql ；

3）受轨轮集中荷载（动载）工况二：

当龙门吊一端在跨中，一端在跨外时，钢箱梁所受弯矩最大，如下图：

最大弯矩： m KN Fl M .5.242544.1563042=⨯==

4）受力检算

龙门吊轨轮通过钢箱梁1/2梁跨时，钢箱梁弯矩值最大，以最不利位置进行受力检算，其受力如图：

q=4.5KN/m