龙门吊轨道设计计算书.doc

龙门吊轨道设计计算书
一、设计依据
[1]《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)
[2]《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2002、J220—2002)
[3]《建筑桩基技术规范》(JGJ94-94)
[4]《建筑基桩检测技术规范》(JGJ106-2003)
[5]《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB50202-2002)
[6]《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）
二、概述
Ⅰ标30m箱梁预制场需布置100t和200t两种类型的龙门吊，拟采用混凝土地基梁做为龙门吊轨道。预制场地以前为蚝田，后经人工填土而成，地基承载力较差，需进行地基处理以满足龙门吊施工需要。
土层参数表2-1
序号土类型土层厚
(m)容重
(kN/m3)压缩模量
(MPa)桩侧土摩阻力标准值
（KPa）地基承载力容许值
(KPa)1填土2.517.7-002淤泥9.315.81.8910.045.03亚粘土3.219.24.7740.0160.04粗砂4.019.12060.0200.05残积土10.818.74.255.0200.06全风化混合片麻岩9.519.7-60.0300.07强风化混合片麻岩5.8--90.0450.08弱风化混合片麻岩4.9---1500.0综合考虑施工现场的地质情况，决定采用打入预制混凝土方桩处理地基，方桩截面尺寸为500×500mm，纵向间距为5.0m，长度为21.0m（伸缩缝桩长22.5m）,穿过淤泥层进入地质情况较好的持力层。地基梁采用1000×600mm矩形截面，底部
直接放置在打入桩顶承台上。基础布置形式如下所示：
地基处理布置图图2.1
三、设计计算
1、轨道梁计算
⑴荷载工况
按照现有参数，轨道梁荷载主要考虑轨道梁自重q和龙门吊轮压p，风荷载等参数在龙门吊结构计算中考虑，此处不涉及。
荷载组合时，轨道梁自重的荷载系数取rg=1.0，轮压荷载系数rq=1.2，则荷载
组合：
Sd=1.0G+1.2P
⑵计算模型
单侧龙门吊轨道基础总长300m，为避免温差影响，每隔50m设置一道伸缩缝，计算时选取伸缩缝间的50m轨道基础进行受力分析，有限单元划分长度为1m。打入桩纵向间距为5m，采用线刚度弹簧模拟。龙门吊基本轮压取值为600KN，单侧龙门吊轮组之间的距离为10m，计算模型如下图所示：

计算模型图3.1
⑶计算结果
用SAP2000进行计算，设置移动荷载分析工况模拟龙门吊移动时基础的受力情况，支点反力、连续梁内力等计算结果如下图所示：

支点反力图3.2

弯矩包络图图3.3

剪力包络图图3.4
2、打入桩承载力计算
⑴单桩竖向承载力计算
轨道梁底下单桩布置，按照《建筑桩基技术规范》(JGJ94-94)式5.2.1-1

单桩竖向承载力设计值由《建筑桩基技术规范》(JGJ94-94)式5.2.2-1

单桩竖向承载力特征值由《建筑桩基技术规范》(JGJ94-94)式5.2.8

按照地质参数提供的数据，将轨道梁的跨中最大反力N中=645.49kN代入以上计算公式计算得到打入桩桩长:
L=21.0m
同理，将轨道梁端部反力N端=728.37kN代入以上公式计算得到
L=22.5m
⑵桩底地基承载力验算
由《建筑桩基技术规范》(JGJ94-94)式5.2.13-1

单桩计算时，桩底附加应力按照《建筑桩基技术规范》(JGJ94-94)式5.2.13-3

代入计算得到
fspk=139.67kPa
3、复合地基承载力验算
由地基梁的计算结果可知，当龙门吊在伸缩缝附近5m范围之内时，地基梁基底反力比较大，其最大值为435.13KN/㎡，远远大于复合地基的综合承载力（fspk=139.67KN/㎡），其余位置地基梁基底反力均小于复合地基的综合承载力。
针对以上分析，在伸缩缝位置5m范围之内应采用打入预制混凝土桩等其他处地基理方式，以满足地基承载力的要求。
4、沉降变形计算
⑴计算基础底面的附加压力
基础底面平均压力如上表计算结果所列，沉降计算采用跨中平均值：P=70.90kPa
沉降计算深度按"地基规范"式5.3.6及相关要求，计算深度范围从基础底部一直到风化岩层的顶面。
⑵沉降量
竖向承载搅拌桩复合地基的变形包括搅拌桩复合土层平均压缩变形s1与桩端下未加固土层的压缩变形s2。
沉降计算表格表3-3
序号土类型土层厚压缩模量底层附加应力土层沉降沉降变形(m)(MPa)（KPa）(㎜)(㎜)1填土138.4870.91.8421.142淤泥9.340.07970.916.453亚粘土1.742.3370.92.85亚粘土1.54.7758.13820.2969.944粗砂42022.6888.085残积土10.84.29.642441.576全风化混合片麻岩9.5-7强风