門(mén)式起重機(jī)軌道基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)

1、長(zhǎng)江漢普頓桃花島蘇家浩大橋工程門(mén)式起重機(jī)軌道基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)編 制 人： 審 核 人： 批 準(zhǔn) 人: 重慶巨能建設(shè)(集團(tuán))有限公司 二0一三年六月三日目 錄1設(shè)計(jì)依據(jù)12工程概況12.1工程背景12.2橋梁概況23設(shè)計(jì)參數(shù)33.1門(mén)式起重機(jī)技術(shù)資料33.2門(mén)式起重機(jī)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)參數(shù)44門(mén)式起重機(jī)基礎(chǔ)內(nèi)力分析54.1計(jì)算模型54.2計(jì)算結(jié)果65地基梁配筋計(jì)算85.1地基梁下緣配筋計(jì)算85.2地基梁上緣配筋計(jì)算85.3地基梁箍筋配置96門(mén)式起重機(jī)基礎(chǔ)基底應(yīng)力驗(yàn)算117附件121 設(shè)計(jì)依據(jù)1.重慶木洞蘇家浩大橋工程兩階段施工圖設(shè)計(jì);2.公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG D63-2007）；3.公路鋼筋混

2、凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG D62-2004）；4.公路工程水文地質(zhì)勘測(cè)規(guī)范（JTGC30-2002）;5.公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范（JTGT F50-2011）;6.混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB500102010）;7. 蘇家浩大橋地質(zhì)勘探資料；8. 門(mén)式起重機(jī)生產(chǎn)廠家提所供有關(guān)資料；9. 現(xiàn)場(chǎng)考察資料。2 工程概況2.1 工程背景長(zhǎng)江.漢普頓項(xiàng)目位于重慶市巴南區(qū)木洞鎮(zhèn)桃花島，桃花島在三峽175m蓄水后形成天然孤島。項(xiàng)目地處長(zhǎng)江上游，緊接廣陽(yáng)、中壩島，南靠巴南木洞鎮(zhèn),與江北區(qū)五寶鎮(zhèn)隔江而望。項(xiàng)目基地距市中心26公里，位于重慶1小時(shí)經(jīng)濟(jì)圈內(nèi)。深圳聯(lián)合金融充分利用島內(nèi)的優(yōu)質(zhì)生態(tài)景觀系統(tǒng)，構(gòu)建

3、城市近郊休閑度假旅游及長(zhǎng)江國(guó)際黃金水上旅游新地標(biāo)，打造豐富、常年吸引人氣的旅游項(xiàng)目，建設(shè)可以使游客停留的項(xiàng)目與設(shè)施，比如巴渝小鎮(zhèn)、金融漢普頓、濱水演繹區(qū)、國(guó)際Town和體育公園等休閑娛樂(lè)設(shè)施等。擬建項(xiàng)目圖1.1 蘇家浩大橋地理位置圖為滿足桃花島整體開(kāi)發(fā)、木洞鎮(zhèn)舊城改造和解決島上交通出行，規(guī)劃在島的上、下游區(qū)域各建設(shè)一座大橋，首先修建上游橋位的蘇家浩大橋。2.2 橋梁概況蘇家浩大橋起于茶涪路，與茶涪路平交，橫跨長(zhǎng)江河汊，止于桃花島；其中引道長(zhǎng)度約25m，橋梁長(zhǎng)度469m，橋梁全寬23m,橋面設(shè)1.5%的雙向橫坡；平面無(wú)轉(zhuǎn)點(diǎn)；采用了0.8%的單向縱坡。主橋采用的是上承式混凝土拱橋，主橋跨徑組成為：

4、4×80m+87m，主拱圈采用箱形板拱形式。主拱凈跨73.8m，凈矢高為13m，凈矢跨比為1/5.68，拱軸系數(shù)m=2.0。橋梁主拱圈的總高度D1.4m。引橋采用36.4m空腹式拱橋，橋梁總長(zhǎng)469m。主橋橋墩為空心薄壁墩，主墩基礎(chǔ)為鉆孔灌注樁基礎(chǔ)和擴(kuò)大基礎(chǔ)。圖1.2 蘇家浩大橋總體布置圖單幅橋主拱圈由7片拱箱組成，每片拱箱分為3段預(yù)制吊裝。每段拱箱的制作，是將先期分塊預(yù)制的腹板和橫隔板在底板鋼筋骨架上進(jìn)行組裝，然后現(xiàn)澆底板、接頭，最后澆筑頂板，形成閉合的拱箱構(gòu)件，在澆筑頂板混凝土前，應(yīng)先預(yù)埋立柱底梁伸入頂板的鋼筋。吊裝后進(jìn)行箱段之間的縱橫連接加固工作和澆筑縱縫混凝土。為加強(qiáng)7片拱箱

5、的橫向聯(lián)系，在所有拱箱架設(shè)完畢并澆筑縱縫后，再澆筑一層10cm的混凝土橫向連接層，內(nèi)設(shè)D10鋼筋網(wǎng)。現(xiàn)澆縱縫混凝土前，應(yīng)先扎好底梁和立柱伸入縱縫的鋼筋。每段拱箱均在岸邊分3段預(yù)制，然后采用纜索和扣索吊裝拼裝成拱。架設(shè)時(shí)，先從靠近預(yù)制場(chǎng)地一側(cè)橋跨開(kāi)始往另一側(cè)逐跨架設(shè)，先架設(shè)靠近大橋中心線（橋軸線）的4片拱箱，全橋貫通成拱后，然后與第一輪吊裝相反的方向從大橋一側(cè)向另一側(cè)逐跨吊裝靠近內(nèi)側(cè)的四片拱箱，按此順序吊裝完成所有拱箱。架設(shè)時(shí)應(yīng)注意橫橋向的對(duì)稱(chēng)施工。為此，在桃花島上設(shè)置預(yù)制場(chǎng)，采用門(mén)式起重機(jī)對(duì)拱肋進(jìn)行吊運(yùn)和存放。為確保門(mén)式起重機(jī)在橋梁施工工程中正常工作，預(yù)制場(chǎng)內(nèi)設(shè)置門(mén)式起重機(jī)行走通道。對(duì)門(mén)式起重

6、機(jī)基礎(chǔ)進(jìn)行專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)。3 設(shè)計(jì)參數(shù)3.1 門(mén)式起重機(jī)技術(shù)資料蘇家浩大橋移梁所采用的門(mén)式起重機(jī)結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖3.1。其主要參數(shù)見(jiàn)表3.1。圖3.1 門(mén)式起重機(jī)構(gòu)造圖表3.1 蘇家浩大橋門(mén)式起重機(jī)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)參數(shù)用途：移梁序號(hào)項(xiàng)目代號(hào)值單位依據(jù)備注1型號(hào)：MQ80/222臺(tái)2起重機(jī)質(zhì)量66758kg3跨距22m4起升高度8/7.5m5輪數(shù)8只6支腿縱距5.5m7輪距0.6m8使用方式：兩臺(tái)門(mén)機(jī)抬吊一片梁3.2 門(mén)式起重機(jī)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)參數(shù)門(mén)式起重機(jī)行走軌道基礎(chǔ)采用鋼筋砼條形基礎(chǔ)，采用倒T形截面（圖3.2），混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30。門(mén)式起重機(jī)行走軌道采用門(mén)式起重機(jī)廠家設(shè)計(jì)要求重型起重鋼軌，基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中不考慮軌道與基礎(chǔ)的

7、共同受力作用，忽略鋼軌的承載能力。門(mén)式起重機(jī)跨度為22m。基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，僅對(duì)一條基礎(chǔ)進(jìn)行計(jì)算。為保證基礎(chǔ)可自由伸縮，根據(jù)臺(tái)座布置情況，每50m設(shè)置一道20mm寬的伸縮縫。圖3.2 門(mén)式起重機(jī)基礎(chǔ)一般構(gòu)造圖3.2.1 設(shè)計(jì)荷載根據(jù)門(mén)式起重機(jī)廠家提供資料顯示，門(mén)式起重機(jī)自重為P1=66.758t，拱肋節(jié)段最大重量按P2=70.8t計(jì)。門(mén)式起重機(jī)自重考慮1.1的增大系數(shù)，拱肋吊裝時(shí)考慮1.2的動(dòng)力系數(shù)。則門(mén)式起重機(jī)每個(gè)輪上作用的荷載有：砼自重按25.0kN/m3 自動(dòng)計(jì)入，土體容重按2.7kN/m3計(jì)。3.2.2 地勘資料根據(jù)探勘資料取地基承載力容許值：地基壓縮模量：4 門(mén)式起重機(jī)基礎(chǔ)內(nèi)力分析4.1

8、計(jì)算模型門(mén)式起重機(jī)基礎(chǔ)內(nèi)力采用Midas Civil進(jìn)行分析，計(jì)算見(jiàn)圖見(jiàn)圖4.1。地基梁長(zhǎng)度取50m，截面尺寸按照?qǐng)D3.2取定。采用只能承受壓力的彈性支承約束模擬地基梁下部土體（彈性支承連續(xù)梁），基床反力系數(shù)取為K=10000kN/m3，相當(dāng)于較松散的中等密實(shí)土的參數(shù)。由于彈性支承連續(xù)梁上荷載作用在端部和中部的受力有區(qū)別，故在加載位置上取兩種典型情況，加載1為端部加載，加載2為中部加載。圖4.1.1 地基梁簡(jiǎn)化計(jì)算模型圖4.1.2 地基梁有限元模型（端部加載時(shí)）圖4.1.3 地基梁有限元模型（中部加載時(shí)）4.2 計(jì)算結(jié)果1）彎矩圖4.2.1 彎矩圖（端部加載時(shí)）圖4.2.2 彎矩圖（中部加載時(shí)

9、）計(jì)算得到的彎矩分布圖如圖4.2.1、4.2.2所示。可見(jiàn)，當(dāng)門(mén)式起重機(jī)位于地基梁端部區(qū)域時(shí)，在地基梁內(nèi)產(chǎn)生的最大正彎矩為151.027kN-m，對(duì)應(yīng)的最大負(fù)彎矩為-69.985kN-m。而當(dāng)門(mén)式起重機(jī)位于地基梁中部區(qū)域時(shí)，產(chǎn)生的最大正彎矩為121.68kN-m，最大負(fù)彎矩為-67.998kN-m。2）剪力圖4.2.3 剪力圖（端部加載時(shí)）圖4.2.4 剪力圖（中部加載時(shí)）計(jì)算得到的剪力分布圖如圖4.2.3、4.2.4所示?？梢?jiàn)，當(dāng)門(mén)式起重機(jī)位于地基梁端部區(qū)域時(shí)，在地基梁內(nèi)產(chǎn)生的最大剪力為146.701kN。而當(dāng)門(mén)式起重機(jī)位于地基梁中部區(qū)域時(shí)，產(chǎn)生的最大剪力為146.661kN。5 地基梁配筋

10、計(jì)算5.1 地基梁下緣配筋計(jì)算地基梁下緣配筋受力圖示見(jiàn)圖5.1。圖5.1 地基梁下緣配筋計(jì)算受力圖示計(jì)算公式見(jiàn)式5.1和5.2。 (5.1) (5.2)5.2 地基梁上緣配筋計(jì)算地基梁上緣配筋受力圖示見(jiàn)圖5.2。圖5.2 地基梁上緣配筋計(jì)算受力圖示計(jì)算公式仍采用式5.1和5.2。5.3 地基梁箍筋配筋計(jì)算箍筋的設(shè)置：設(shè)采用四肢箍筋8200cm，則配箍率公式為 (5.3)依據(jù)規(guī)范，鋼筋混凝土梁抗剪強(qiáng)度計(jì)算公式為 (5.4) (5.5)依據(jù)如上數(shù)據(jù)及公式得配筋計(jì)算表：門(mén)式起重機(jī)軌道基礎(chǔ)及配筋計(jì)算1.軌道基礎(chǔ)下緣鋼筋計(jì)算項(xiàng)目值單位備 注相對(duì)界限受壓區(qū)高度b=0.53彎矩組合設(shè)計(jì)值Md=151.027

11、MPa基礎(chǔ)梁高度h=800mm混凝土保護(hù)層厚度a=40mm截面有效高度h0=760mm腹板寬度b=500mm底板寬度b1=1500mmC30混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fcd=13.8MPaC30混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值ftd=1.39MPa縱向普通鋼筋(HRB400)的抗拉設(shè)計(jì)值fsd=330MPa縱向普通鋼筋(HPB300)的抗拉設(shè)計(jì)值fsd=270MPa重要性系數(shù)0=1根據(jù)正截面抗彎承載力計(jì)算規(guī)定，得到混凝土受壓區(qū)高度x的二次方程系數(shù)：A3450B-5244000C151027000混凝土受壓區(qū)高度x29mmbh0=403混凝土受壓區(qū)高度計(jì)算結(jié)果判定:符合要求受拉區(qū)縱向普通鋼筋的截面面積As

12、=614mm2實(shí)際配筋：直徑12mm根數(shù)8受拉區(qū)縱向普通鋼筋實(shí)際截面面積905mm2配筋率0.238 最小配筋率min0.190 鋼筋間距=0.203 m配筋率判定：滿足最小配筋率要求結(jié)論：滿足規(guī)范要求2.軌道基礎(chǔ)上緣鋼筋計(jì)算彎矩組合設(shè)計(jì)值Md=69.985MPa根據(jù)正截面抗彎承載力計(jì)算規(guī)定，得到混凝土受壓區(qū)高度x的二次方程系數(shù)：A3450B-5244000C69985000混凝土受壓區(qū)高度x13mmbh0=403混凝土受壓區(qū)高度計(jì)算結(jié)果判定：符合要求受拉區(qū)縱向普通鋼筋的截面面積As=282mm2實(shí)際配筋：直徑12mm根數(shù)4受拉區(qū)縱向普通鋼筋實(shí)際截面面積452mm2配筋率0.040 鋼筋間距=

13、0.133 m配筋率判定：滿足最小配筋率要求結(jié)論：滿足規(guī)范要求3.軌道基礎(chǔ)箍筋計(jì)算異號(hào)彎矩影響系數(shù)1=1 預(yù)應(yīng)力提高系數(shù)2=1 受壓翼緣的影響系數(shù)3=1.1混凝土強(qiáng)度等級(jí)fcu,k=30斜截面內(nèi)縱向受拉鋼筋的配筋百分率P0.23809965374575最大剪力Vd=146.701kN0Vd=146.701 0.5*0.001*2*ftd*b*h0=264.1是否需要進(jìn)行抗剪驗(yàn)算不需要進(jìn)行抗剪驗(yàn)算箍筋間距sv=0.220m箍筋直徑d=8mm箍筋肢數(shù)n=4箍筋面積Asv=201.061929829747箍筋配筋率sv=Vsv=384.7262981配筋率判定：滿足最小配筋率要求結(jié)論：滿足規(guī)范要求綜

14、上所述，地基梁的配筋圖如圖5.3所示。圖5.3 地基梁鋼筋構(gòu)造圖預(yù)制場(chǎng)570m龍門(mén)吊軌道基礎(chǔ)梁材料數(shù)量表 項(xiàng)目材料 編號(hào)截面面積（m2)間距(m)數(shù)量(根）單根長(zhǎng)度（m)總長(zhǎng)度(m)每米重量(kg)小計(jì)單位合計(jì)混凝土C300.70 570.00 1140.00 798.00 m3C30砼：798m3 HRB40012:11.73噸 HPB3008：17.35噸HPB30014：1.595噸鋼筋HRB400121 24.00 550.00 13200.00 0.8885 11727.94 kg鋼筋HPB30082 12.00 550.00 6600.00 0.3949 2606.21 kg83 0.22 9996.00 2.26 22590.96 0.3949 8920.72 kg84 0.22 4998.00 2.95 14744.10 0.3949 5822.15 kg145 0.50 4396.00 0.30 1318.80 1.2093 1594.85 kg6 門(mén)式起重機(jī)基礎(chǔ)基底應(yīng)力驗(yàn)算根據(jù)門(mén)式起重機(jī)輪軸作用位置可分為兩種情況，一種是作用在地基梁端部，一種是作用在中部，忽略