主塔施工区100t龙门轨道基础计算书.docx

中国路桥马普托大桥及连接线项目一分部主塔施工区100t龙门轨道基础计算书2014年5月主塔施工区100t龙门轨道基础计算书目 录1工程简介12设计验算12.1龙门布置12.2双工45a基础布置22.3钢管桩布置33 主要工程量34 设计验算34.1 设计依据34.2 设计参数选定44.2.1 设计荷载及参数44.2.2 地质资料44.3 双工45a基础验算44.3.1 绝对最大弯矩验算44.3.2抗剪强度验算54.4 钢管桩单桩承载力验算5 主塔施工区100t龙门轨道基础计算书1工程简介为方便主塔桩基施工，安装1台主跨34m，高度20m的100t龙门吊，用于桩基施工期间设备、材料吊装及转运。单幅龙门轨道长120m，基底施打φ=75cm，δ=10mm钢管桩。钢管桩计算长度13.4m，考虑顶层土较松散，实际长度16.5m，桩间距为6m。双工45a工字钢为轨道基础，工字钢顶标高与平台顶面平齐（+3.1m）。43轨道位于基础顶，可允许车辆横向进入龙门吊起吊区域。沿钢轨走向每隔2米焊接轨道卡板。2设计验算2.1龙门布置主塔区布置100t龙门吊1台，跨径34m，采用43轨，单幅轨道长120m（总长240m）。龙门吊自重85.656t，起重小车龙门吊设计最大吊重100t，实际最大吊重36t（主塔桩机重量），起重小车吊点中心距龙门轨道支腿最小距离1.4m。经计算，龙门轨道最大轮压（按照双轨8个轮子进行建模）P=228.6kN。龙门布置见下图：图2.1 龙门吊横截面图根据实际情况，由于主塔工区施工场地均为回填土，考虑到钢管桩与回填土弹性模量的差别及回填土的后期固结沉降，故按照连续梁模型进行建模。按最不利情况，钢管桩计算时仅考虑原状土入土长度，即16.5m-3.1m=13.4m。计算模型见下图：图2.2 龙门轨道单轨计算模型2.2双工45a基础布置100t龙门轨道采用标准43轨。轨道基础采用双工45a工字钢。轨道及截面布置如下图所示：图2.3 轨道基础截面图钢管桩顶部加焊16mm钢板，尺寸105cm×40cm，钢板与钢管桩交接处沿钢管桩圆周满焊。在钢板底部45工钢轴线下加焊加劲板。双工45a并排满焊于16mm钢板上。双工钢沿轨道走向满焊。43轨采用轨道压板固定于双工钢上。相邻两根工字钢连接处，及相邻两根43轨道连接处均留5mm伸缩缝。钢管桩顶部结构平面布置图见下。图2.3 钢管桩桩顶平面图2.3钢管桩布置钢管桩采用DZJ-120型振桩锤施打，桩径750mm，采用10mm钢板卷制而成，钢管桩计算长度13.4m，实际长度16.5m。持力层为中砂层,桩端进入持力层2.17m，施打间距（中心距）为6m。3 主要工程量表3.1 主塔100t龙门轨道基础主要材料数量表序号材料规格单位数量说明1型钢工45at38.74轨道基础2钢管桩φ75/δ=10mmt128.2桩基础3龙门轨道43轨t10.32总计t177.264 设计验算4.1 设计依据（1）《结构设计原理》北京交通大学出版社，2013年（2）《结构设计原理》人民交通出版社，2005年（3）《JGJ94-2008建筑桩基技术规范》（4）《建筑施工计算手册》（5）地质勘探资料（6）100t龙门吊厂家提供资料4.2 设计参数选定4.2.1 设计荷载及参数龙门吊自重：起重小车自重（距离龙门支腿最小距离1.4m）：龙门吊最大吊重（主塔桩机）：龙门吊最大轮压（按双轨8个集中荷载考虑）：双工45a基础自重（按均布荷载考虑）：工45a截面抗矩钢材容许最大拉应力钢材容许抗剪强度4.2.2 地质资料距离轨道布置区最近钻孔位QZK57，钻孔地质资料及有效桩长见下表。表4.1 QZK57南桥塔地址钻孔资料（孔口标高2.8m）层号岩（土）性承载力容许值fa0(kPa)摩阻力标准值qik（kPa）天然容重r（g/cm3)层厚（m）有效长度（m）②-2b中77.6②-1a淤泥50201.623.633.63②-4b中372.17③-5b粘土230501.917.90　4.3 双工45a基础验算4.3.1 绝对最大弯矩验算根据图2.2所示计算模型及Midas Civil 2012进行建模及模型计算。得出移动荷载及轨道基础自重作用下，绝对最大弯矩，出现在跨中位置（单跨跨径6m）。弯矩图如下所示。图4.1 弯矩图根据图2.3基础截面设计，参考《结构设计原理》（人民交通出版社）可得到：截面最大应力满足要求。4.3.2抗剪强度验算据Midas计算得出，截面最大反力出现在桩顶位置，最大反力图4.2 反力图截面最大剪应力满足要求。4.4 钢管桩单桩承载力验算据Midas计算得出，桩顶最大反力。根据表4.1地质资料，据《JGJ94-2008建筑桩基技术规范》公式式中：——钢管桩单桩竖向极限承载力标准值——