龙门吊轨道设计计算书

龙门吊轨道设计计算书

一、设计依据

[1] 《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)

[2] 《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2002、J220—2002)

[3] 《建筑桩基技术规范》(JGJ94-94)

[4] 《建筑基桩检测技术规范》(JGJ106-2003)

[5] 《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB50202-2002)

[6] 《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）

二、概述

Ⅰ标30m箱梁预制场需布置100t和200t两种类型的龙门吊，拟采用混凝土地基梁做为龙门吊轨道。预制场地以前为蚝田，后经人工填土而成，地基承载力较差，需进行地基处理以满足龙门吊施工需要。

土层参数表2-1

序号土类型土层厚

(m)

容重

(kN/m3)

压缩模量

(MPa)

桩侧土摩阻

力标准值

（KPa）

地基承载

力容许值

(KPa)

1 填土 2.5 17.7 - 0 0

2 淤泥9.

3 15.8 1.89 10.0 45.0

3 亚粘土 3.2 19.2 4.77 40.0 160.0

4 粗砂 4.0 19.1 20 60.0 200.0

5 残积土10.8 18.7 4.2 55.0 200.0

6 全风化混合片麻岩9.5 19.

7 - 60.0 300.0

7 强风化混合片麻岩 5.8 - - 90.0 450.0

8 弱风化混合片麻岩 4.9 - - - 1500.0

综合考虑施工现场的地质情况，决定采用打入预制混凝土方桩处理地基，方桩截面尺寸为500×500mm，纵向间距为5.0m，长度为21.0m（伸缩缝桩长22.5m）,穿过淤泥层进入地质情况较好的持力层。地基梁采用1000×600mm矩形截面，底

部直接放置在打入桩顶承台上。基础布置形式如下所示：

立面图平面图

地面线

地基梁

承台

预制混凝土方桩

地基处理布置图图2.1

三、设计计算

1、轨道梁计算

⑴荷载工况

按照现有参数，轨道梁荷载主要考虑轨道梁自重q和龙门吊轮压p，风荷载等参数在龙门吊结构计算中考虑，此处不涉及。

荷载组合时，轨道梁自重的荷载系数取r g=1.0，轮压荷载系数r q=1.2，则荷载

组合：

S d= 1.0G+ 1.2P

⑵计算模型

单侧龙门吊轨道基础总长300m，为避免温差影响，每隔50m设置一道伸缩缝，计算时选取伸缩缝间的50m轨道基础进行受力分析，有限单元划分长度为1m。打入桩纵向间距为5m，采用线刚度弹簧模拟。龙门吊基本轮压取值为600KN，单侧龙门吊轮组之间的距离为10m，计算模型如下图所示：

P=600KN P=600KN

q=25KN

计算模型图3.1

⑶计算结果

用SAP2000进行计算，设置移动荷载分析工况模拟龙门吊移动时基础的受力情况，支点反力、连续梁内力等计算结果如下图所示：

支点反力图3.2

弯矩包络图图3.3

剪力包络图 图3.4

2、打入桩承载力计算

⑴ 单桩竖向承载力计算

轨道梁底下单桩布置，按照《建筑桩基技术规范》(JGJ94-94)式5.2.1-1

R N o =γ

单桩竖向承载力设计值由《建筑桩基技术规范》(JGJ94-94)式5.2.2-1

p pk s sk Q Q R γγ//+=

单桩竖向承载力特征值由《建筑桩基技术规范》(JGJ94-94)式5.2.8

p pk n

i i sik UK A q l q u Q +=∑=1

按照地质参数提供的数据，将轨道梁的跨中最大反力N 中=645.49 kN 代入以上计算公式计算得到打入桩桩长:

L=21.0m

同理，将轨道梁端部反力N 端=728.37 kN 代入以上公式计算得到

L=22.5m

⑵ 桩底地基承载力验算

由《建筑桩基技术规范》(JGJ94-94)式5.2.13-1

q W Uk i z q Z γγσ/=+

单桩计算时，桩底附加应力z σ按照《建筑桩基技术规范》(JGJ94-94)式5.2.13-3

2

)tan 2()

(4θπλσ•+-=

∑t D l q u N e i sik o z

代入计算得到

f spk = 139.67kPa

3、复合地基承载力验算

由地基梁的计算结果可知，当龙门吊在伸缩缝附近5m范围之内时，地基梁基底反力比较大，其最大值为435.13 KN/㎡，远远大于复合地基的综合承载力（f spk = 139.67 KN/㎡），其余位置地基梁基底反力均小于复合地基的综合承载力。

针对以上分析，在伸缩缝位置5m范围之内应采用打入预制混凝土桩等其他处地基理方式，以满足地基承载力的要求。

4、沉降变形计算

⑴计算基础底面的附加压力

基础底面平均压力如上表计算结果所列，沉降计算采用跨中平均值：P=70.90

kPa

沉降计算深度按"地基规范"式5.3.6及相关要求，计算深度范围从基础底部一直到风化岩层的顶面。

⑵沉降量

竖向承载搅拌桩复合地基的变形包括搅拌桩复合土层平均压缩变形s1与桩端下未加固土层的压缩变形s2。

沉降计算表格表3-3

序号土类型

土层厚压缩模量底层附加应力土层沉降沉降变形

(m) (MPa) （KPa）(㎜) (㎜)

1 填土 1 38.48 70.9 1.84

21.14

2 淤泥9.

3 40.079 70.9 16.45

3 亚粘土 1.7 42.33 70.9 2.85

亚粘土 1.5 4.77 58.138 20.29

69.94

4 粗砂 4 20 22.688 8.08

5 残积土10.8 4.2 9.6424 41.57

6 全风化混

合片麻岩

9.5 -

7 强风化混

合片麻岩

5.8 -

8 弱风化混 4.9 -