龙门吊轨道基础及台座设计

-1-龙门吊轨道基础及台座设计目录1、编制依据........................................................................................................................-1-2、龙门吊轨道基础设计....................................................................................................-1-2.1设计基本参数.......................................................................................................-1-2.2结构设计...............................................................................................................-1-2.3模型建立...............................................................................................................-2-2.4计算分析...............................................................................................................-3-2.5基础配筋及抗剪强度验算.................................................................................-16-3、台座基础承载力验算..................................................................................................-18-3.1基本设计参数.....................................................................................................-18-3.2预制台座基础承载力验算.................................................................................-18-3.3存梁台座基础承载力验算.................................................................................-19--1-龙门吊轨道基础及台座计算书1、编制依据⑴《两阶段施工图设计》（装配式预应力混凝土T梁桥上部结构）⑵业主相关合同文件要求；⑶XX市相关法律法规；⑷《预制梁场建设及T梁架设专项施工方案》⑸国家、交通部、市颁布的有关公路工程的技术规范、技术标准和规程；①中华人民共和国交通部颁布的现行《工程建设标准强制性条文》（公路工程部分）②《XX市公路工程质量控制强制性要求》（XX市交委路[2012]30号）③《XX市公路水运工程安全生产强制性要求》④《XX市高速公路施工建设标准化指南》⑤《地基与基础》(第三版).中国建筑工业出版社；⑥《弹性地基梁计算图表及公式[M]》(中国船舶工业总公司第九设计院).国防工业出版社；⑦《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)；⑧《水工钢筋混凝土结构学》(第三版).中国水利水电出版社。2、龙门吊轨道基础设计2.1设计基本参数预制梁场场地平整采用碎石土进行填筑，压实度不得低于94%，中等密实碎石土地基承载力特征值为400kpa，参照《地基与基础》(第三版)中等密实碎石土的基床系数344/108.4~104.2mKNk，选取34/100.3mKNk进行设计计算。2.2结构设计(1)混凝土结构初步确定MG75龙门吊基础采用C20混凝土结构，参照《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)。C20混凝土的弹性模量2724/1055.2/1055.2mKNmmNEc。(2)基础结构尺寸初步拟定初步确定MG75龙门吊基础采用矩形结构形式，底板宽度为1.2m，高度为0.6m，梁-2-长按25m考虑，之间采用2cm厚泡沫板进行分缝处理。图2.1龙门吊基础结构图(3)轮压荷载根据设备提供的资料MG75t龙门吊，台车中心轮距为5.8m，单个支腿小车中心轮距为1.1m，最大轮压为220KN，见吊车轮压荷载图：图2.2龙门吊轮压荷载结构图2.3模型建立取25m长度的基础采用Midas/Civil建立模型进行计算分析，按照1m单元体进行分割，共分割25个单元体，基础与地基建立弹性地基约束，约束刚度为基床系数34/100.3mKNk，梁体两端建立铰接约束。基础荷载主要为基础自重+轮压移动荷载。通过梁体单元影响线计算梁体内力。其模型结构见下图：图2.3-1轨道基础模型图-3-图2.3-2移动轮压荷载线模型图2.4计算分析2.4.1地基反力计算分析⑴地基反力计算结果图2.4-1地基反力图⑵地基反力包络图图2.4-2地基反力包络图（单位：KN）-4-⑶地基反力验算①地基承载力确定预制梁场场地平整采用碎石土进行填筑，压实度不得低于94%，中等密实碎石土地基承载力特征值为400kpa。②地基承载力分析建筑物的地基计算均应满足承载力计算的有关规定，即应满足：afpafp2.1max式中：p——地基地面处的平均压力值，kpa；maxp——地基地面处的最大压力值，kpa；af——地基承载力，kpa。根据图2.4-2地基反力包络图求的地基地面处的平均压力约为139.6KN，基础梁产生的地基反力有：kpaSFp3.116252.1256.139则有：kpafkpapa3503.116所以满足地基承载力要求。根据图2.4-2地基反力包络图求的地基地面处的最大压力约为533.3kpa，则有：kpafkpapa4804002.12.14.444252.1253.533max所以满足地基承载力要求。根据图2.4-2地基反力包络图求的地基地面处的最小压力约为111.8kpa，则有：kpakpap02.93252.1258.111min所以基础梁未出现拉应力，满足地基承载力要求。⑷地基处理建议依据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）6.3节填土地基要求：①压实填土的填料，应符合以下规定：1）级配良好的砂土或碎石土：以卵石、砾石、块石或岩石碎屑作填料时，分层压-5-实时其最大粒径不宜大于200mm，分层夯实时其最大粒径不宜大于400mm；2）性能稳定的矿渣、煤渣等工业废料；3）以粉质黏土、粉土作填料时，其含水量宜为最优含水量，可采用击实试验确定；4）挖高填低或开山填沟的土石料，应符合设计要求；5）不得使用淤泥、耕土、冻土、膨胀土以及有机质含量大于5%的土。②压实填土的质量压实系数控制：排架结构，在地基主要受力层范围内不得小于0.96；在地基主要受力层范围以下不得小于0.94。③压实填土的地基承载力特征值，应根据现场原位测试结构确定。④填土地基在进行压实施工时，应注意采用地面排水措施。2.4.2轨道基础剪力计算分析⑴移动荷载剪力影响线计算结果图2.4-3单元3端点剪力移动荷载影响线由图2.4-3反映单元3端点的剪力最大值为312.2KN。-6-图2.4-4单元5端点剪力移动荷载影响线由图2.4-4反映单元5端点的剪力最大值为305.0KN。图2.4-5单元7端点剪力移动荷载影响线由图2.4-5反映单元7端点的剪力最大值为313.2KN。-7-图2.4-6单元9端点剪力移动荷载影响线由图2.4-6反映单元9端点的剪力最大值为330.2KN。图2.4-7单元11端点剪力移动荷载影响线由图2.4-7反映单元11端点的剪力最大值为335.6KN。-8-图2.4-8单元13端点剪力移动荷载影响线由图2.4-8反映单元13端点的剪力最大值为335.1KN。⑵基础梁剪力包络图图2.4-9轨道基础剪力包络图（单位：KN）2.4.3轨道基础弯矩计算分析⑴移动荷载弯矩影响线（MVmax）计算结果-9-图2.4-10单元1（中心位置）弯矩移动荷载影响线（MVmax）由图2.4-10反映单元1中心位置的弯矩最大值为169.6KN/m。图2.4-11单元3（中心位置）弯矩移动荷载影响线（MVmax）由图2.4-11反映单元3中心位置的弯矩最大值为410.2KN/m。-10-图2.4-12单元5（中心位置）弯矩移动荷载影响线（MVmax）由图2.4-12反映单元5中心位置的弯矩最大值为342.9KN/m。图2.4-13单元7（中心位置）弯矩移动荷载影响线（MVmax）由图2.4-13反映单元5中心位置的弯矩最大值为296.5KN/m。-11-图2.4-14单元9（中心位置）弯矩移动荷载影响线（MVmax）由图2.4-14反映单元9中心位置的弯矩最大值为236.7KN/m。图2.4-15单元11（中心位置）弯矩移动荷载影响线（MVmax）由图2.4-15反映单元11中心位置的弯矩最大值为236.1KN/m。-12-图2.4-16单元13（中心位置）弯矩移动荷载影响线（MVmax）由图2.4-16反映单元13中心位置的弯矩最大值为235.6KN/m。⑵移动荷载弯矩影响线（MVmin）计算结果图2.4-17单元1（中心位置）弯矩移动荷载影响线（MVmin）由图2.4-17反映单元1中心位置的弯矩最大值为-22.1KN/m。-13-图2.4-18单元3（中心位置）弯矩移动荷载影响线（MVmin）由图2.4-18反映单元3中心位置的弯矩最大值为-88.5KN/m图2.4-19单元5（中心位置）弯矩移动荷载影响线（MVmin）由图2.4-19反映单元5中心位置的弯矩最大值为-104.9KN/m-14-图2.4-20单元7（中心位置）弯矩移动荷载影响线（MVmin）由图2.4-20反映单元7中心位置的弯矩最大值为-102.4KN/m图2.4-21单元9（中心位置）弯矩移动荷载影响线（MVmin）由图2.4-21反映单元9中心位置的弯矩最大值为-100.5KN/m-15-图2.4-22单元11（中心位置）弯矩移动荷载影响线（MVmin）由图2.4-22反映单元11中心位置的弯矩最大值为-101.7KN/m图2.4-23单元13（中心位置）弯矩移动荷载影响线（MVmin）由图2.4-23反映单元13中心位置的弯矩最大值为-104.2KN/m-16-⑶轨道梁弯矩包络图图2.4-24轨道基础弯矩包络图（单位：KN▪m）2.5基础配筋及抗剪强度验算2.5.1基础配筋计算⑴基本资料混凝土等级采用C20，选用Ⅲ级钢筋。根据《水工钢筋混凝土结构学》（第三版）附录二表1和表3查的材料强度设计值2/0.10mmNfc，2/360mmNfy；混凝土重度3/25mKN。根据结构建筑物安全级别，结构重要系数0.10，正常运行期为持久状况，所以设计状况系数0.1，永久荷载分项系数05.1G。承载能力极限状态下，结构系数2.1d；正常使用极限状态下，结构系数0.1d。根据2.4-24弯矩包络图，基础梁上部结构最大弯矩为mKNM9.104max，下部结构最大弯矩mKNM2.410max。⑵内力计算上部结构受弯弯矩标准值（取最大值考虑）：mKNM9.104k上部结构受弯弯矩设计值（取最大值考虑）：mKNmKNMMKG1.1109.10405.10.10.10下部结构受弯弯矩标准值（取最大值考虑