基于弹性地基梁的龙门吊轨道基础梁设计

基于弹性地基梁的龙门吊轨道基础梁设计

湖北祥旭建筑工程有限公司湖北武汉430061

龙门吊作为大型起重吊装设备在桥梁工程中应用比较广泛,龙门吊轨道基础的设计、受力及地基承载力直接关系到龙门吊的使用安全。本文结合武山湖国家湿地公园环湖公路预制梁场实际情况,综合考虑安全可靠性、经济性及合理性,基于文克尔(E·Winkler)弹性地基梁理论,分别采用Midas/Civil与理正岩土软件对预制梁场龙门吊轨道基础进行设计及检算,以便为以后类似工程提供借鉴与参考。

一、工程概况

湖北省武山湖国家湿地公园环湖公路工程全长14.574km,由东线、西线、连接线组成,公路等级是双向四车道一级公路及双向两车道二级公路,是武穴市“十三五”重点工程,本项目共有20米预制小箱梁32片,16米空心板90片。

二、计算原则

1、轨道梁基础计算中不考虑轨道与基础的共同受力作用,忽略钢轨承载能力;

2、轨道梁基础按文克尔(E·Winkler)弹性地基梁进行分析计算;

三、场地地质

据现场勘测试验,梁场内土层均匀,经压实后,实测压实度>92%,地基承载力特征值为fa=210kPa,土层的侧限压缩模量Es=8100kN/m2,泊松比μ=0.3,场地地基土体自重取γ=19.4kN/m3。

四、初拟龙门吊轨道基础

龙门吊行走轨道基础拟采用钢筋混凝土条形基础,为优化基础设计,轨道基础采用倒T型截面,轨道基础每30m设置20mm的伸缩缝,轨道基础采用C30混凝土,混凝土自重25.0kN/m3,弹性模量2.55×107kN/m2,钢筋采用HRB400/HPB300,X轴惯性矩0.0108643m4,截面积A=0.42m2。

五、设计荷载

根据龙门吊厂家提供的技术参数可知,40t龙门吊行走台车最大轮压为Pmax=P1=P2=P3=P4=P5=P6=P7=P8=200kN。本项目拟投入两台龙门吊,考虑龙门吊联合使用等情况,两台龙门吊最小净距为2m。

理正岩土计算剪力值为-329.80kN/310.10kN

4、计算结果对比

通过对比,理正岩土(弹性地基梁模块)与Midas/Civil对龙门吊轨道基础梁的内力计算结果整体接近,在施工检算中均可适用。

八、基础配筋计算

倒T形轨道基础梁可根据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010),对正截面受弯承载力及斜截面受剪承载力进行配筋,限于篇幅,不再赘述。

九、结论

本文在文克尔(E·Winkler)弹性地基梁理论基础上,使用通用有限元分析软件Midas/Civil及理正岩土(弹性地基梁模块),可以很方便计算出龙门吊轨道基础梁等类似构件的内力、变形及基底反力,从而进一步对轨道基础梁进行配筋等。

参考文献:

[1]、龙驭球主编《弹性地基梁的计算》,人民教育出版社,1981年;

[2]、周景星主编《基础工程》第三版,清华大学出版社;

[3]、蔡新宁,南志主编《桥梁施工常用计算实例》,人民交通出版社股份有限公司;

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