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1、1杭州湾大桥南航道桥杭州湾大桥南航道桥 主塔增设塔吊的基础计算主塔增设塔吊的基础计算 为加快塔柱施工进度，同时缩短塔柱施工与钢箱梁安装施工之间工序转换的时间，该塔吊主要进行爬架、模板以及其它构件的拆除，同时进行挂索施工。目前正在使用的塔吊在钢锚箱安装完成后拆除。一、增设塔吊的安装位置一、增设塔吊的安装位置我部通过仔细的分析研究，并请武汉港湾设计研究院进行塔吊支架受力验算，确定在中塔柱交汇段（即 32#、33#节段）的下游外侧中间安装一台塔吊(因上游侧有施工电梯)。上支点埋件中心标高+148.048m。二、塔吊选型二、塔吊选型选用 H3/36B 型塔吊作为施工塔吊。塔吊性能参数表见下表。臂长（m
2、）24.628.032.036.040.0吊重（t）12.010.48.97.76.8塔吊自重（包括吊物重量及平衡块重量）不大于 900KN。三、塔吊基础支架结构三、塔吊基础支架结构塔吊预埋件：锚板为厚度 20mm 钢板，锚板规格 8080cm；锚筋为直径 28mm 的螺纹钢筋，长度 84cm，共 25 根。锚筋和锚板之间采用塞焊。预埋件共 8 个，上下各四个。支架：布置四个三角支架。支架全部用双肢 HM588300 型钢焊接。支架上支点2焊接在预埋件上，下支点焊接在牛腿上。H588300 型钢上下翼缘板焊缝高度12mm，腹板焊缝高度 10mm。塔吊底座采用 20mm 厚的钢板焊接 60030
3、0 的纵横箱梁，箱梁和三角支架之间焊接，焊缝高度 10mm，另用劲板加强。支架及预埋件的结构见附图。四、受力计算四、受力计算塔吊基础计算工况：该基础荷载主要承受的荷载是塔吊荷载。经比选，塔吊基础在非工作状态下的荷载，比工作状态的荷载更为不利，故计算时只考虑非工作状态下塔吊基础的结构受力。水平荷载为风荷载，风荷载考虑 11 级风考虑。计算结果见下表。工况一：竖向荷载（对角线受力） R1=147.7t（压） R3=-103.5t（拔）R2= R4=22.1t（压）水平荷载 P1= P2= P3= P4=22.1t（3 点至 1 点矢量方向）工况二：竖向荷载 （对角线受力） R2=147.7t（压）
4、 R4=-103.5t（拔）R1= R3=22.1t（压）水平荷载 P1= P2= P3= P4=22.1t（4 点至 2 点矢量方向）工况三：竖向荷载 （平行受力） R1= R4=111.0t（压） R2= R3=-66.8t（拔） 水平荷载 P1= P2= P3= P4=22.1t（2 点至 1 点矢量方向）工况四：竖向荷载 (平行受力) R2= R3=111.0t（压） R1= R4=-66.8t（拔） 水平荷载 P1= P2= P3= P4=22.1t（1 点至 2 点矢量方向）工况五：竖向荷载 （平行受力） R1= R2=111.0t（压） R3= R4=-66.8t（拔） 水平荷载
5、 P1= P2= P3= P4=22.1t（4 点至 1 点矢量方向）3支架各支点拉、压力表支架各支点拉、压力表 表表 1 1注：表中上、下支点正号表示受拉，负号表示受压。支架各支点剪力和弯矩表支架各支点剪力和弯矩表 表表 2 2工况一工况二工况三工况四工况五M（KN.M）107.8293.68363.48420.492118.72上支点 1 V (KN)187.98171.39132.1781.217158.27 M（KN.M）34.102157.6827.27685.258153.18下支点 1 V (KN)117.91424.7668.726233.22455.65 M（KN.M）373
6、.23155.63250.5599.509362.21上支点 2 V (KN)675.67134.7495.08284.41535.13 M（KN.M）74.362359.4949.232209.14341.28下支点 2 V (KN)231.92101.6116.53574.40979.2 M（KN.M）125.95251.87250.5599.509211.17上支点 3 V (KN)196.17474.67495.08284.41324.46 M（KN.M）256.8937.74149.232209.14181.37下支点 3 V (KN)720.0070.059116.53574.40
7、521.32 M（KN.M）64.38975.75763.48420.492104.96上支点 4 V (KN)90.765128.83132.1781.217171.36 M（KN.M）113.6020.19927.27685.25895.2下支点 4 V (KN)331.2146.95468.726233.22291.15 由表 1 可知，支架各构件的强度均能满足规范要求。五、预埋件计算五、预埋件计算1、当有剪力、法向拉力和弯矩共同作用时，应按下列两个公式计算，并取其中的较大值：工况一工况二工况三工况四工况五上支点 1（kN）-204.07310.18-291.38436.3045.274
8、 下支点 1（kN）-114.83-368.01120.21-238.19-317.22 上支点 2（kN）-219.31617.81-490.10694.35239.62 下支点 2（kN）-41.587-514.60219.21-450.41-345.63 上支点 3（kN）-413.59423.42-490.04694.25-35.484 下支点 3（kN）283.46-189.45219.17-450.41114.58 上支点 4（kN）-165.08348.86-291.20436.0599.704 下支点 4（kN）249.91-3.126120.14-238.05199.15 纵
9、向箱梁（Mpa）37.041.123.037.930.4 横向箱梁（Mpa）15.917.713.215.83.22 梁 A（Mpa）47.637.928.019.527.3 梁 B（Mpa）16.610.38.416.917.5 梁 C（Mpa）14.821.811.017.518.04（式 1）0.81.3s rvybyrbyVNMAfff z （式 2）0.80.4s byrbyNMAff z 2、当有剪力、法向压力和弯矩共同作用时，应按下列两个公式计算，并取其中的较大值：（式 3）0.30.4 1.3s rvyrbyVNMNzAff z （式 4）0.4 0.4s rbyMNzAf z
10、 当时，取0.4MNz0.4MNz上述公式中的系数、应按下列公式计算：vb4.00.08c v yfdf当时，取0.7v0.7v0.60.25bt d当采取防止锚板弯曲变形的措施时，可取1.0b式中锚筋的抗拉强度设计值，取 300MPa；yffc混凝土的抗压强度设计值，取 23.1MPa；剪力设计值；V法向拉力或法向压力设计值，法向压力设计值不应大于，此处 AN0.5cf A为锚板的面积；弯矩设计值；M锚筋层数的影响系数；当锚筋按等间距布置时，两层取 1.0，三层取r0.9，四层取 0.85，超过四层按照四层计；锚筋的受剪承载力系数，根据上式计算得 0.488；v锚筋直径，取 28mm；d锚板
11、的弯曲变形折减系数，根据上式计算得 0.779；b5锚板厚度，取 20mm；t沿剪力作用方向最外层锚筋中心线之间的距离，取 4175=700mm。z3、上支点预埋件计算（1）上支点预埋件结构图（2）受拉、弯、剪共同作用最不利工况为工况五的上支点 2：N=239.62KN M=362.21KN-m V=535.13KNAs=8535.13+5.4239.62+5.5362.21=7567.2mm2As=5.4239.62+17.98362.21=7806.5mm2取其中较大值 As=7806.5mm2实际锚筋总面积：253.14282/4=15386.0mm2 满足设计要求。（3）受压、弯、剪共
12、同作用最不利工况为工况一的上支点 2：N=219.31KN M=373.23KN-m V=675.67KNAs=8（675.67-0.3219.31）+5.5（373.23-0.40.7219.31）=6594.1mm2As=17.98（373.23-0.40.7219.31）=5606.6mm2取其中较大值 As=7806.5mm2实际锚筋总面积：253.14282/4=15386.0mm2 满足设计要求。4、下支点预埋件计算（1）下支点预埋件结构图6（2）受拉、弯、剪共同作用最不利工况为工况一的下支点 3：N=283.46KN M=256.89KN-m V=720.0KNAs=8720.0
13、+5.4283.46+5.5256.89=8703.6mm2As=5.4283.46+17.98256.89=6149.6mm2取其中较大值 As=8703.6mm2实际锚筋总面积：253.14282/4=15386.0mm2 满足设计要求。（3）受压、弯、剪共同作用最不利工况为工况五的下支点 2：N=345.63KN M=341.28KN-m V=979.2KNAs=8（979.2-0.3345.63）+5.5（341.28-0.40.7345.63）=8348.9mm2As=17.98（341.28-0.40.7345.63）=4396.2mm2取其中较大值 As=8348.9mm2实际锚
14、筋总面积：253.14282/4=15386.0mm2 满足设计要求。六、焊缝计算1、上支点焊缝计算上支点的结构形式见下图。7M1=M/WW1ffwf （式五）f2=(M/(fWW2)2+(V/AWW)2)1/2fwf （式六）M1角焊缝在弯矩作用下所产生的垂直于焊缝长度方向的应力；f2角焊缝在剪力作用下所产生的垂直于焊缝长度方向的应力；M作用于焊缝上的弯矩；V作用于焊缝上的剪力；WW11 点处焊缝截面抵抗矩；WW22 点处焊缝截面抵抗矩；AWW腹板连接焊缝的截面面积；fwf角焊缝的抗拉、抗压和抗剪强度设计值，取 160MPa；f正面角焊缝的强度设计值增大系数。直角焊缝取 1.22，斜角角焊缝
15、取1.0。经计算：AWW=3626.0mm2 IWX=1.07109mm4 WW1=3.5106mm3 WW2=3.9106mm3M1=M/WW1=106.6MPaffwf=1.22160=195.2MPaM2= M/WW2=95.7MPa f=V/AWW=675.67103/3262=207.1MPafwf=160MPaf2=(M2/f) 2+f2)1/2=221.5MPafwf=160MPa由于 ffwf、f2fwf，所以必须增加腹板的焊缝截面积。施工方法为将支架焊接完毕后，在上支点两侧分别增加一块加强板，加强板厚度为 12mm。加强后的焊缝结构形式见下图。加强后AWW=36262=7252.0mm2，所以：f=207.1/2=103.55MPafwf=160MPaf2=(M2/f) 2+f2)1/2=129.9MPafwf=160MP8满足规范要求。2、下支点焊缝计算下支点焊缝结构形式见下图：仍然按照（式五） 、 （式六）计算。经计算得：AWW=7252.0mm2 IWX=1.09109mm4 WW1=3.6106mm
