龙门吊轨道基础

多种龙门轨道基础应用

一、简述

韩土公路2号桥位于鄂尔多斯市东胜区铁西三期开发片区内韩土公路上，修筑起点桩号K0+314.365，修筑终点桩号K0+804.365，桥梁总长1170米，其中主桥采用跨径为（40+90+230+90+40=490m）的自锚式悬索桥，中间三跨主梁采用正交异性板钢箱梁，40m边跨采用预应力钢筋混凝土箱梁结构。钢箱梁全长384m，桥面全宽50m，含风嘴总宽51.162m，梁高3.0m。主跨处于R=20000m的圆弧竖曲线上。桥梁立面图见下图。

钢箱梁制造采用“板→板单元→涂装→桥位拼装、焊接”方式生产，即公司厂内完成零件及板单元，直接运输至桥位现场，桥位处逐块吊装、匹配拼装、焊接成整体。

钢箱梁安装分为塔区安装和主跨、边跨钢箱梁安装，均采用支架法安装。塔承台施工后立即进行基础回填并进行夯实处理。全桥均采用支架法安装，板单元运输至现场后直接吊装至支架上进行拼装焊接。首先安装塔区梁段和钢混结合段，然后以塔区为中心向两边逐段进行全桥钢箱梁的安装。

应对此种方案，我部在总拼场地共设置六台龙门吊，其中四台MG10-58 A3 通用门式起重机（跨度58米，提升高度34米，自重50吨，起重10吨）用于主桥位置，另外两台MH10-30 A3D 电动葫芦门式起重机（跨度30米，提升高度9米，自重16吨，起重10吨）用于涂装场地。

二、基础方案

2.1 主桥龙门吊轨道基础

由于施工需要将整个拼装区域分成四个工作面，每个工作面设置一台龙门吊，如图

鄂尔多斯桥位现场立面图

鄂尔多斯桥位现场平面图

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根据现场土质不同，第一拼装区及第二拼装区设置为660×692mm钢箱梁条形基础，在其下部通长设有100mm厚900mm宽混凝土垫层，且每隔6米设置一道600×600×1300mm 的混凝土加强构造，并在其上设有预埋预焊板固定钢箱梁，如图1；第三拼装区及第四拼装区设置为混凝土条形基础，其上表面设置150×300mm预埋板，如图2。

图1

图2

2.2 基础柱受力分析

龙门吊荷载

此龙门吊轨道主要受吊机车轮的集中载荷，其中包括吊车自重(50t)和最大载重(10t)。考虑载重位置位于靠近支腿处,动荷载系数取1.6。

单个支点最不利载荷F=1.6*（0.5*吊车自重+最大载重）/2。

=1.6*（0.5*50*1000*9.8+10*1000*9.8）/2

=274.4*103N

设计参数：地基承载力特征值fak＝200kPa， Q235钢材抗拉强度f

=210 N/mm2，

y

=120 N/mm2。箱梁上下盖板厚度为16mm，两侧腹板为12mm，材质为Q235。抗剪强度f

v

按钢材1:2.5的传力角度计算，龙门吊车轮集中荷载传到钢箱梁下表面的长度为L；

L=2.5*（轨道高度+钢箱梁高度）

=2.5*(176+692)*2=4340mm

以此长度钢箱梁条形基础为计算单元，按倒悬臂杆件计算

钢箱梁受力。

钢箱梁及轨道自重：

G=（0.06*2170+2*(16*660+12*660)*4340*0.00000785)*9.8=13616N

轴心荷载作用下地基承载力验算：

pk =(F+G)/A

=(274400+13616)/(4340*660)

=0.101N/mm2

满足《建筑地基基础设计规范》

GB5007-2002第5.2.2条规定。

钢箱梁局部最大弯矩计算：

M=(F+G)L/4

=(274400+13616)*4340/4

=312497360N.mm

钢箱梁截面惯性矩：

I=2*(16*660*6762 /4+(12*6603)/12)

=2987825280mm4

钢箱梁底部受弯拉应力计算：

σ=(M/I)*(h/2)

=(312497360/2987825280)*(692/2)

=210 N/mm2，满足要求。

=36.2 N/mm2<< f

y

钢箱梁剪应力计算：

τ=274400/(12*660*2)=17.3N/mm2<< f v =120 N/mm2，满足要求。

基础形式：独立刚性基础。

材料：垫层混凝土C10，基础毛石混凝土C20。

设计参数：地基承载力特征值fak＝200kPa，基础底面以下土的重度γ＝18kN/m3，基础底面以上土的加权平均重度γm＝18kN/m3，基础底面宽度b＝1.2m，基础埋置深度d＝0.9m，基础根部高度H＝500mm，端部高度h1＝500mm，支座宽度bc＝300mm，支座长度hc＝150mm，混凝土强度等级为C20，fc＝9.554 N/mm2，ft＝1.101 N/mm2。

基础宽高比计算：

(b-bc)/2H＝（1.2-0.3）/（2×0.5）=0.9

满足《建筑地基基础设计规范》GB5007-2002第8.1.2条规定。

基础自重和基础上的土重计算：

G＝（0.35*0.4*2*2*18）+（0.4*0.5+0.5*1.2）*2*25=50kN；

基础底有效面积计算：A=b*2*(H+h1)=1.2*2*(0.5+0.5)=2.4m2；

轴心荷载作用下地基承载力验算：

pk＝(F+G)/A=（274.4+50）/2.4

＝135kpa

满足《建筑地基基础设计规范》GB5007-2002第5.2.2条规定。

局部承压计算：局部荷载设计值Fl＝274.4kN

混凝土局部受压面积Al＝bc*hc＝300*150＝45000mm2

基础在柱下局部受压时的计算底面积按下列公式计算：

Ab＝(bx+2c)*(by+2c)

c＝Min{Cx,Cy,bx,by}＝Min{100,100,300,150}＝100mm

Ab＝(300+2*100)*(150+2*100)＝175000mm2

混凝土局部受压时的强度提高系数βl=(Ab/Al)^0.5=（175000/45000）^0.5=1.97 ω*βl*fc*Al=1*1.97*9.554*45000=847.8kN≥Fl=274.4kN，满足要求。