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1、1预制梁场龙门吊计算书1.1工程概况111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 1639MPa，考虑最不利工况，统一取粉质粘土的变形莫量E=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，
2、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16钢筋作为纵向受 拉主筋，顶部放置4根12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HPB23510mm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。1竝1LJrnLrn己匸ir图1.2.1-1龙门吊轨道基础设计图1：.： =70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。= H图1.2-1最不利工况所处位置
3、单个龙门吊自重按G=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 X 9.8/2=514.5KN(1-1)q=G2/L=70 X 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=qXL+P(1-3)取龙门吊左侧支腿为支点，力矩平衡得到：N2XL=qXLX 0.5L+P X3.5(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,
4、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=434.7KN1.3建模计算131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。.S第图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:E 二(1-02)吐X 10-30s(1-6)其中：E0地基
5、土的变形模量，MPa；3沉降量系数，刚性正方形板荷载板3=0.88 ；刚性圆形荷载板3=0.79；V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；Pcrp-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P X 103 X b2 X 10-6 基承载的刚度系数k = Crs X 10-3P b 2crs ，b x E x 10 300( 1- O 2)(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
6、 v n=0.250.35,取v=0.35粉质粘土的变形莫量E=16 MPa。带入公式（1-6） 求解得：K=4.144X1061.3.3 Madis2015 建模计算模型建立图1.3-2模型建立(2)龙门吊轨道梁弯矩计算F叫|图1.3-3轨道梁应力图轨道梁剪力计算ElBEAM DUSRMMJig|2i71559afl2.S：27J-hM3 iHa2 -2.D?3 3O+Ki2MAX : 45 曲讯s网X-：*& kn耳命吃i芯Qj昭 sE-SS-图1.3-4轨道梁剪力图(4)基地反力计算FUsr： amz-HxoF是 S61M2H!mwrnTTfTfnnpTmTnTTrTn!TT!T?TT!
7、wnT!TninTTTFnnTnTTTnfTnrTnTTTiT!rnimuiiwHwtttEffZ：5T;菲.我NW I Si HEM : IC工二:图1.3-5基地反力图轨道梁位移DE跟:沁NT2.-75efl5EJSlSlfCflSL?8S27!K(i5L5&2L1XW l3S95：35 L ：1LS?XW殆酣升如 4瞬丽EECiDCOaHK. . _:!惟: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279.6KNm,最 大负弯矩为64.9KNm,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
8、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：M = f bh 2匚(1 - 0.5匚)(17)u cd 0 bbh h a(18 )0sf 混凝土抗压强度设计值，C30混凝土取14.3Mpa；cdh -截面有效高度；0a -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a =7.5cm)；ssb 受压区混凝土截面宽度，取400mm；:-相对受压区高度，取0.56； b由公式（1-7）（1-8）可以求的;M 二 14.3 x 103 x 0.4 x 0.625 x 0
9、.625 x 0.56 x (1 - 0.5 x 0.56)二 830KM mu因为M y M = 1.1 x 279.6二307.56，故龙门吊轨道梁单筋截面就满足受力情u0 u况。（2）最小配筋面积计算通过截面力矩平衡、受力平衡可得:Y M = Jf bx(h 一2)(1-9)0 dcd02Y M =f A (h -峙）(1-10)0 dsd s02f bx =f A(1-11)cdsd sf 钢筋抗拉强度设计值，取280Mpa；sdA 受拉区钢筋截面面积;sX 计算受压区高度；Y 结构重要性系数，取1.1。0通过公式（1-10）可求得x二42.78mm通过公式（1-11）可求得A二sf
10、bxsd=1540mm 2结论：纵向受拉钢筋最小配筋率为1540mm2，龙门吊轨道梁实际配置8根16纵向受拉钢筋A=1600mm2大于最小配筋率，故正截面强度验算符合要求。s （实际）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v =aa a 0.45x10-3bh （2 + 0.6p） :f p fcs 1 2 30cu ,k sv sva -异号弯矩影响系数，计算简支梁和连续梁近边支点梁段的抗剪承载力时,a 1=1.0；计算连续梁和悬臂梁近中间支点梁段的抗剪承载力时，a 1=0.9；故取a产1.0；
11、a 2-预应力提高系数，对钢筋混凝土受弯构件，a 2=1.0;对预应力混凝土受 弯构件，a 2=1.25,但当由钢筋合力引起的截面弯矩与外弯矩的方向相同，或允许出 现裂缝的预应力混凝土受弯构件，取a 2=1.0;故取a 2=1.0;a 3受压翼缘的影响系数，取a 3=1.1;b斜截面受压端正截面处矩形截面宽度，取b=400 mm；h0斜截面受压段正截面的有效高度，自纵向受拉钢筋合力点至受压边缘的 距离；故取h0=625mm；p斜截面内纵向受拉钢筋的配筋百分率，p=100P，当p2.5时，取p=2.5,其中 p =As/bh0；故 p=100X 1005/(400X625) =0.402；fcu
12、k边长为150mm的混凝土立方体抗压强度标准，取f=30MPa,；CU,KCU,Kp-斜截面内箍筋配筋率，pAsv/ (Svb) =157.1/ (500X400) =0.079%；svsv svvfsv箍筋抗拉强度设计值，箍筋采用光圆钢筋，故取值fsv=195MPa；Asv斜截面内配置在同一截面的箍筋各肢的总截面面积，取157.1mm2；Sv斜截面内箍筋的间距，取500mm。由上述条件可以求得：v = 1.0 x 1.0 x 1.1 x 0.45 x 10-3 x 400 x 625 x (2 + 0.6 x 0.402)七30 x 0.079% x 195 cs=170KN166.5KN
13、(最大剪力)故轨道梁400mm设置一道环形 10箍筋满足斜截面受力要求。1.4.3轨道地基承载力计算经过Madis2015建模可以看出，在纵梁方向基地土弹簧反力范围为2.22.4m, 考虑端头位置反力较小，出于保守考虑纵梁方向2m为基底承力范围。轨道梁下方设 置50cm碎石垫层，地基压力按45度角扩散至基地，纵梁地基承力范围为3m。 F= I图1.4-1轨道梁地基承载范围侧面图集:门应丈F=4图1.4-2轨道梁地基承载范围立面图考虑最不利工况，轨道梁所受最大压力为：Fmax=411.23KN地基承力面积：S=3 X 1.2=3.6m2F对地基压力:f = -max = 114.2kpa 160 kpa （实测地基承载力） maxS故龙门吊轨道基础地基承载力满足要求。2预制场台座计算书2.1工程概况2.11工程简介预制梁场场梁板尺寸主要有25m、28m、29m、30m组合箱梁以及30mT梁。其 中最重的为30m预制组合箱梁中的边梁。混凝土方量为40.2m3,最大预制梁重105t, 模板采用整体液压模板共重30t。2
