龙门吊轨道基本计算书

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36.7m。

1.1.2地质情况

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E0=29～65MPa，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E0=16 MPa。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1.2.1-1、1.2.1-2所示。

图1.2.1-1 龙门吊轨道基础设计图

图1.2.2-2 龙门吊轨道基础配筋图

1.2.2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1.2-1 最不利工况所处位置

单个龙门吊自重按G1=70T估算，梁板最重G2=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=G1/2=105×9.8/2=514.5KN （1-1）

q=G2/L=70×9.8/42=16.3KN/m （1-2）当处于最不利工况时单个龙门吊受力简图如下：

`

图1.2-3 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×0.5L+P×3.5 （1-4）

由公式（1-3）（1-4）可求得N1=869.4KN，N2=331.1KN

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1.2-4 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=434.7KN

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1.3-1 力学简化模型

1.3.2 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=0.88；刚性圆形荷载板ω=0.79；

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

3101010cr 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=0.25～0.35，取ν=0.35粉质粘土的变形莫量E0=16 MPa。带入公式(1-6)求解得：

K=4.144×106

1.3.3Madis2015建模计算

（1）模型建立

图1.3-2 模型建立

（2）龙门吊轨道梁弯矩计算

图1.3-3 轨道梁应力图（3）轨道梁剪力计算

图1.3-4 轨道梁剪力图（4）基地反力计算

图1.3-5 基地反力图

（5）轨道梁位移

图1.3-6 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279.6KN·m，最大负弯矩为64.9KN·m，最大剪力207.6KN，土弹簧最大支点反力14.4KN，考虑

到轨道梁位移很小，土弹簧处于弹性变形过程，通过图1.3-5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14.3Mpa ； 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 =7.5cm ）；

b ---受压区混凝土截面宽度，取400mm ；

b ζ---相对受压区高度，取0.56；

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）