龙门吊轨道基础计算书
附件一
1 预制梁场龙门吊计算书
1.1工程概况
1.1.1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16～39MPa，考虑最不利工况，统一取粉质粘土的变形莫量E0=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，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Φ16钢筋作为纵向受拉主筋，顶部放置4根Φ12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HPB235Φ10mm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。
图1.2.1-1 龙门吊轨道基础设计图
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。
图1.2-1 最不利工况所处位置
单个龙门吊自重按G1=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=105×9.8/2=514.5KN （1-1）
q=G2/L=70×9.8/42=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=q×L+P （1-3）取龙门吊左侧支腿为支点，力矩平衡得到：
N2×L=q×L×0.5L+P×3.5 （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，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=434.7KN
1.3建模计算
1.3.1力学模型简化
对龙门吊轨道基础进行力学简化，基础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。
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：
23
0(1)10cr P b E s ωυ-=-? (1-6) 其中：
E0-----------地基土的变形模量，MPa ；
ω-----------沉降量系数，刚性正方形板荷载板ω=0.88；刚性圆形荷载板ω=0.79； ν-----------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；
Pcr-----------p-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。故令地基承载的刚度系数3262
3101010cr cr P b P b k s s --???==?，则302101-b E k ωυ??=（）（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νn =0.25～0.35，取ν=0.35粉质粘土的变形莫量E 0=16 MPa 。带入公式(1-6)
求解得：
K=4.144×106
1.3.3Madis2015建模计算
（1）模型建立
图1.3-2 模型建立（2）龙门吊轨道梁弯矩计算
图1.3-3 轨道梁应力图
（3）轨道梁剪力计算
图1.3-4 轨道梁剪力图（4）基地反力计算
图1.3-5 基地反力图（5）轨道梁位移
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279.6KN ·m ，最大负弯矩为64.9KN ·m ，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程，通过图1.3-5可知基地承载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:
)5.01(2
0b b cd u bh f M ζζ-= (1-7) s a h h -=0 （1-8）
cd f --混凝土抗压强度设计值，C30混凝土取14.3Mpa ；
0h ---截面有效高度；
s a ---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s a =7.5cm ）；