深 圳 外 环 高 速 公 路 （ 深 圳 段 ） 第 3 合 同 段1中交第二公路工程局有限公司CCCC SECOND HIGHWAY ENGINEERING CO.,LTD.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=2965MPa，粉质粘土 1639MPa，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 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 HPB235 10mm 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。深 圳 外 环 高 速 公 路 （ 深 圳 段 ） 第 3 合 同 段2中交第二公路工程局有限公司CCCC SECOND HIGHWAY ENGINEERING CO.,LTD.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。深 圳 外 环 高 速 公 路 （ 深 圳 段 ） 第 3 合 同 段3中交第二公路工程局有限公司CCCC SECOND HIGHWAY ENGINEERING CO.,LTD.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=1059.8/2=514.5KN （1-1）q=G2/L=709.8/42=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=qL+P （1-3）取龙门吊左侧支腿为支点，力矩平衡得到：N2L=qL0.5L+P3.5 （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：深 圳 外 环 高 速 公 路 （ 深 圳 段 ） 第 3 合 同 段4中交第二公路工程局有限公司CCCC SECOND HIGHWAY ENGINEERING CO.,LTD.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。图 1.3-1 力学简化模型深 圳 外 环 高 速 公 路 （ 深 圳 段 ） 第 3 合 同 段5中交第二公路工程局有限公司CCCC SECOND HIGHWAY ENGINEERING CO.,LTD.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：(1-6)230(1)0crPbEs其中：E0-地基土的变形模量，MPa；- -沉降量系数，刚性正方形板荷载板 =0.88；刚性圆形荷载板=0.79 ；- -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 ，则 （KN/m） 。326210crcrPbPkss3021-bEk（ ）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 n=0.250.35，取 =0.35 粉质粘土的变形莫量 E0=16 MPa。带入公式(1-6)求解得：K=4.1441061.3.3 Madis2015 建模计算（1）模型建立深 圳 外 环 高 速 公 路 （ 深 圳 段 ） 第 3 合 同 段6中交第二公路工程局有限公司CCCC SECOND HIGHWAY ENGINEERING CO.,LTD.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）轨道梁剪力计算深 圳 外 环 高 速 公 路 （ 深 圳 段 ） 第 3 合 同 段7中交第二公路工程局有限公司CCCC SECOND HIGHWAY ENGINEERING CO.,LTD.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）轨道梁位移深 圳 外 环 高 速 公 路 （ 深 圳 段 ） 第 3 合 同 段8中交第二公路工程局有限公司CCCC SECOND HIGHWAY ENGINEERING CO.,LTD.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:(1-7)5.01(20bbcduhfM（1-8）sa-混凝土抗压强度设计值，C30 混凝土取 14.3Mpa；cdf-截面有效高度；0h-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 =7.5cm）；sa sa-受压区混凝土截面宽度，取 400mm；b深 圳 外 环 高 速 公 路 （ 深 圳 段 ） 第 3 合 同 段9中交第二公路工程局有限公司CCCC SECOND HIGHWAY ENGINEERING CO.,LTD.-相对受压区高度，取 0.56；b由公式（1-7）（1-8）可以求的；mKMMu 830)56.01(56.2.06.4103. 因为 ，故龙门吊轨道梁单筋截面就满足受力情.37.29.况。（2）最小配筋面积计算通过截面力矩平衡、受力平衡可得：（1-9）)2(00xhbfMcd（1-10）As(1-11)sdcdfbxf-钢筋抗拉强度设计值，取 280Mpa；sdf-受拉区钢筋截面面积；sA-计算受压区高度；x 0-结构重要性系数，取 1.1。通过公式（1-10）可求得 mx78.42通过公式（1-11）可求得 2150fbAsdcs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 =1600mm2大于最小配筋率，故正截面强度验算符合要求。实 际 ）(sA1.4.2 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 31230,.45(2.6)cs cuksvvbhpf深 圳 外 环 高 速 公 路 （ 深 圳 段 ） 第 3 合 同 段10中交第二公路工程局有限公司CCCC SECOND HIGHWAY ENGINEERING CO.,LTD. 1-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， 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， 1=0.9；故取 1=1.0； 2-预应力提高系数，对钢筋混凝土受弯构件， 2=1.0；对预应力混凝土受弯构件， 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 2=1.0；故取 2=1.0； 3-受压翼缘的影响系数，取 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=100，当 p2.5 时，取p=2.5，其中 =A s/bh0；故 p=1001005/(400625) =0.402；fcu,k-边长为 150mm 的混凝土立方体抗压强度标准，取 fcu,k =30MPa,； sv-斜截面内箍筋配筋率， sv= Asv/（S vb）=157.1/（500400）=0.079%；fsv-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： 195%07.3)42.06(6254015.0.13 cs=170KN166.5KN（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。深 圳 外 环 高 速 公 路 （ 深 圳 段 ） 第 3 合 同 段11中交第二公路工程局有限公司CCCC SECOND HIGHWAY ENGINEERING CO.,LTD.图 1.4-1 轨道梁地基承载范围侧面图图 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：F max=411.23KN地基承力面积：S=31.2=3.6m 2对地基压力: 160 （实测地基承载力）kpaSFf.14maxa故龙门吊轨道基础地基承载力满足要求。深 圳 外 环 高 速 公 路 （ 深 圳 段 ） 第 3 合 同 段12中交第二公路工程局有限公司CCCC SECOND HIGHWAY ENGINEERING CO.,LTD.2 预制场台座计算书2.1 工程概况2.1.1 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