龙门吊轨道基础计算书
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附件一
1 预制梁场龙门吊计算书
1.1工程概况
1.1.1工程简介
本项目预制梁板形式多样,分别为预制箱梁、空心板及T梁,其中最重的是30m 组合箱梁中的边梁,一片重达105t。预制梁场拟采用两台起吊能力为100t的龙门吊用于预制梁的出槽,其龙门吊轨道之间跨距为。
1.1.2地质情况
=29~预制梁场基底为粉质粘土。查《路桥施工计算手册》中碎石土的变形模量E
=16 MPa。65MPa,粉质粘土16~39MPa,考虑最不利工况,统一取粉质粘土的变形莫量E
临建用地经现场动力触探测得实际地基承载力大于160kpa。
1.2基础设计及受力分析
1.2.1:
1.2.2龙门吊轨道基础设计
龙门吊轨道基础采用倒T型C30混凝土条形基础,基础底部宽80cm,上部宽40cm。每隔10m设置一道2cm宽的沉降缝。基础底部采用8根Φ16钢筋作为纵向受拉主筋,顶部放置4根Φ12钢筋作为抗负弯矩主筋,每隔40cm设置一道环形箍筋。,箍筋采用HPB235Φ10mm光圆钢筋,箍筋间距为40cm,具体尺寸如图、所示。
图龙门吊轨道基础设计图
图龙门吊轨道基础配筋图
1.2.3受力分析
梁场龙门吊属于室外作业,当风力较大或降雨时候应停止施工。当起吊最重梁板(105t)且梁板位于最靠近轨道位置台座的时候为最不利工况。
"
图最不利工况所处位置
单个龙门吊自重按G
1=70T估算,梁板最重G
2
=105t。起吊最重梁板时单个天车所
受集中荷载为P,龙门吊自重均布荷载为q。
P=G
1
/2=105×2= (1-1)
q=G
2
/L=70×42=m (1-2)
当处于最不利工况时单个龙门吊受力简图如下:
`
图龙门吊受力示意图
;
龙门吊竖向受力平衡可得到:
N1+N2=q×L+P (1-3)取龙门吊左侧支腿为支点,力矩平衡得到:
N2×L=q×L×+P×(1-4)
由公式(1-3)(1-4)可求得N1=,N2=
龙门吊单边支腿按两个车轮考虑,两个车轮之间距离为6m,对受力较大支腿进行分析,受力简图如下所示:
图支腿单车轮受力示意图
·
受力较大的单边支腿竖向受力平衡可得
N1=N+N (1-5)由公式(1-5)得出在最不利工况下,龙门吊单个车轮所受最大竖向应力为N= 1.3建模计算
1.3.1力学模型简化
对龙门吊轨道基础进行力学简化,基础内力计算按弹性地基梁计算,用有限元软件Midas Civil2015进行模拟计算。即把钢筋砼梁看成梁单元,将地基看成弹性支承。
图力学简化模型
1.3.2 ~
1.3.3
弹性支撑刚度推导
根据《路桥施工计算手册》p358可知,荷载板下应力P 与沉降量S 存在如下关系:
230(1)
10cr P b
E s ωυ-=-⨯ (1-6)
其中:
E0-----------地基土的变形模量,MPa ;
ω-----------沉降量系数,刚性正方形板荷载板ω=;刚性圆形荷载板ω=; ν-----------地基土的泊松比,为有侧涨竖向压缩土的侧向应变与竖向压缩应变的比值;
Pcr-----------p-s 曲线直线终点所对应的应力,MPa ;
】
s-------------与直线段终点所对应的沉降量,mm ; b-------------承压板宽度或直径,mm ;
不妨假定地基的变形一直处在直线段,这样考虑是比较保守也是可行的。故令地
基承载的刚度系数
3262
3
101010cr cr P b P b k s s --⨯⨯⨯==⨯,则3
02101-b E k ωυ⨯⨯=
()(KN/m )。
另考虑到建模的方便和简单,令b=200mm (纵梁向20cm 一个土弹簧),查表得粉质粘土νn =~,取ν=粉质粘土的变形莫量E 0=16 MPa 。带入公式(1-6)求解得:
K=×106
1.3.4 Madis2015建模计算
(1)模型建立
-
图模型建立(2)龙门吊轨道梁弯矩计算
图轨道梁应力图(3)轨道梁剪力计算
图轨道梁剪力图(4)基地反力计算
.
图基地反力图(5)轨道梁位移
图 轨道梁位移图
经过Madis2015建模计算,求得龙门吊轨道梁最大应力弯矩为·m ,最大负弯矩为·m ,最大剪力,土弹簧最大支点反力,考虑到轨道梁位移很小,土弹簧处于弹性变形过程,通过图可知基地承载范围在纵梁方向集中在12m 。
1.4 龙门吊轨道梁配筋计算 1.4.1 轨道梁正截面强度验算
$
(1)判断是截面形式
单筋截面适筋梁最大承受能力为:
)5.01(2
0b b cd u bh f M ζζ-= (1-7) s a h h -=0 (1-8)
cd f --混凝土抗压强度设计值,C30混凝土取; 0h ---截面有效高度;
s a ---纵向受拉钢筋全部截面重心至受拉边缘的距离(轨道梁设计s a =);
b ---受压区混凝土截面宽度,取400mm ;
]
b ζ---相对受压区高度,取;
由公式(1-7)(1-8)可以求的;
KM M u 830)56.05.01(56.0625.0625.04.0103.143=⨯-⨯⨯⨯⨯⨯⨯=·m
因为56.3076.2791.10=⨯=≥u u M M γ,故龙门吊轨道梁单筋截面就满足受力情况。
(2)最小配筋面积计算
通过截面力矩平衡、受力平衡可得:
)2
(00x
h bx f M cd d -=γ (1-9)
】
)2
(00x
h A f M s sd d -=γ (1-10)
s sd cd A f bx f = (1-11)
sd f --钢筋抗拉强度设计值,取280Mpa ; s A ---受拉区钢筋截面面积;
x ---计算受压区高度; γ0--结构重要性系数,取。
通过公式(1-10)可求得mm x 78.42= 通过公式(1-11)可求得21540mm f bx
f A sd
cd s ==
/
结论:纵向受拉钢筋最小配筋率为1540mm 2,龙门吊轨道梁实际配置8根Φ16纵
向受拉钢筋实际)(s A =1600mm 2大于最小配筋率,故正截面强度验算符合要求。
1.4.2 斜截面强度计算
根据《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》(JTG D62-2004)可知,混凝土和箍筋共同抗剪能力的公式为