50t龍門吊基礎施工方案(14頁).doc
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2023-07-10
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1、50T龍門吊基礎施工方案工程名稱: 蘇州市軌道交通2號線延伸線-Y-TS-02標 機械名稱: 門式起重機 工程地址: 蘇州市軌道交通2號線延伸線 安裝位置: 型 號: MG16t MG50t 自編號: 使用單位(章): 施工方案編制與審核會 簽施工單位(章)監理單位(章)編制人(簽名)日期:項目總監(簽名)日期:技術負責人審批(簽名)日期:使用單位技術負責人(簽名)日期:蘇州地區建設工程質量安全監督站制龍門吊軌道基礎施工方案一、工程概況本標段工程包括【邀湖路站尹山湖站】、【尹山湖站東方大道站】、【東方大道站獨墅湖站】三個盾構區間。均采用盾構法施工,1#盾構從尹山湖中路站西端頭井左線始發在邀湖路2、站東端頭井調頭,然后從邀湖路站東端頭井右線再次始發掘進至尹山湖中路站西端頭井右線接收后解體吊出,轉場至尹山湖中路站東端頭井,從尹山湖中路站東端頭井左線始發掘進至東方大道站西端頭井后調頭,從東方大道站西端頭井右線再次始發掘進至尹山湖中路站東端頭井后解體吊出運走,2#盾構從東方大道站東端頭井左線下井始發至獨墅湖南站南端頭井左線解體吊出運走,3#盾構從東方大道站東端頭井右線下井始發至獨墅湖南站南端頭井右線解體吊出運走,完成本標段所有區間掘進工程。盾構施工期間的出土、管片與油料下井、周轉料下井,前后期的電瓶列車下井與出井、井內設施拆除離井等,均使用門吊進行吊裝;考慮最重吊裝件為電瓶機車,單件重40t,3、因此本標段盾構工程擬采用3臺MG50/16t的門吊參與施工。二、龍門吊軌道基礎設計情況擬用于本盾構區間的3臺MG50/16t型門吊,1臺在尹山湖中路站西端頭井組裝;另兩臺門吊在東方大道站東端頭井,門吊均為東西走向布置,門吊橫跨端頭井;門吊軌道梁需要在門吊安裝前提前施作完畢,門吊到場后可立即組織安裝;門吊拆除時間約為20XX年9月。門吊基礎截面尺寸均為60cm*80cm,配筋圖如圖一。圖一龍門吊基礎配筋圖三、軌道基礎施工方法1、施工工藝流程施工準備測量放線地面切槽地面破除基槽開挖墊層施工鋼筋安裝混凝土澆筑養護2、鋼筋工程軌道基礎配筋圖見圖一。鋼筋下料前應熟悉設計圖紙,了解設計意圖,根據設計要求、4、規格計算下料長度并統籌下料,最大限度的節約材料,降低成本。鋼筋表面應潔凈,鋼筋使用前應將表面的鐵銹及其他雜物清除干凈。鋼筋應平直,無局部彎折,成盤的和彎曲的鋼筋均應調直。3、混凝土工程混凝土采用C30商品砼。插入式振動棒搗實,表明壓光。確?;炷羶炔棵軐?,表面平整。四、軌道基礎受力分析4.1 龍門吊檢算1、設計依據 龍門吊使用以及受力要求 施工場地布置要求 地鐵施工規范2、設計參數: 從安全角度出發,按g=10N/kg計算。50噸龍門吊自重:120噸, G1=120100010=1200KN;50噸龍門吊載重:50噸, G2=50100010=500KN;50噸龍門吊4個輪子每個輪子的最大承重5、:G3=(1200000/2+500000)/4=275KN3.1、設計荷載根據龍門吊廠家提供資料顯示,50T龍門吊行走時臺車最大輪壓:Pmax=240KN,現場實際情況,單個龍門吊最大負重僅40t,則為安全起見,取P=230KN;鋼砼自重按23.0KN/m3 計。3.2、材料性能指標a、C30砼軸心抗壓強度:;彈性模量:;b、鋼筋R235鋼筋:;HRB335鋼筋:fsd=280MPa。3.3、基礎截面的擬定及鋼筋的配置基礎截面采用倒T形,鋼筋布置如圖3.3-1所示,下側受拉鋼采用5根B16鋼筋,上側受壓鋼筋采用3根B16鋼筋。圖3.3-1 基礎截面鋼筋布置圖4、計算模型簡化基礎內力計算按彈性6、地基梁計算,即將鋼筋砼地基看成半剛性的梁,地基看成彈性支承。鋼筋砼地基采用梁單元進行模擬,地基的支承采用地基彈簧進行模擬。地基梁選取35.5m進行計算,每個單元長0.5m,共計71個單元,具體模型見圖4-1。圖4-1 midas計算模型5、鋼筋砼的彈性模量的計算根據鋼筋砼規范提供的經驗公式,鋼筋砼地基梁的彈性模量Ec與砼強度指標fcu的關系為:由于規范還規定:fc=0.67fcu,故6、地基系數K0的確定根據我國著名工程院資深院士龍馭球先生編著的彈性地基梁的計算一書中表2-1 地基系數K0參考值可知,地層等級為中等的碎石土的地基系數為0.120.2106KN/m3,堅硬系數fk=1.5,結合現7、場實際情況,則K0=0.21061.5=3105 KN/m37、計算結果彎矩計算結果:圖5-1彎矩圖(KNm)剪力計算結果:圖5-2剪力圖(KN)反力計算結果:圖5-3反力圖(KN)8、結果分析與評價從以上彎矩、剪力及反力圖可知,最大正彎矩Mmax=69.32KNm,最大剪力值Vmax=113.24KN,最大反力Fmax=90.53KN。根據反力圖可知,對土的影響主要范圍(縱向)為3.0m左右,結合板寬1.0m,可知此計算結果是比較符合實際的。9、基底應力計算從反力圖可知,最大反力Fmax=90.53KN,另外由于梁是按710.5m劃分,故可求得土的最大應力為10、鋼筋砼梁正截面承載力驗算已知8、hf=0.3m,bf=0.5m,b=1m,h=0.5m,fcd=13.8MPa,fsd=280MPa,AS=1005.5mm2,as=5cm,h0=45cm,As=603.3mm2,as=5cm,則可知其屬于第一類T形截面,故按矩形截面的計算方法進行承載力計算,則可知x2.5時,取p=2.5,其中=(AP+Apb+As)/bh0;故p=100603.3/(500450) =0.268;fcu,k邊長為150mm的混凝土立方體抗壓強度標準,取fcu,k =30MPa,;sv斜截面內箍筋配筋率,sv= Asv/(Svb)=157/(250500)=0.126%;fsv箍筋抗拉強度設計值,取值不宜大9、于280MPa,故取值fsv=195MPa;Asv斜截面內配置在同一截面的箍筋各肢的總截面面積,取157mm2;Sv斜截面內箍筋的間距,取250mm。則, 根據Midas Civil 20XX 計算結果(剪力圖)可知,Vd=113.24KN,可知其滿足斜截面抗剪要求。12、最大裂縫寬度驗算最大裂縫寬度驗算可根據公路橋涵規范給出的公式進行驗算,式中 Wfk受彎構件的最大裂縫寬度,mm; C1鋼筋表面形狀系數,取C1=1.0; C2作用長期效應影響系數,取C2=1.5; C3與構件受力性質有關的系數,受彎構件取C3=1.15; ss由作用短期效應組合引起的開裂截面縱向受拉鋼筋的應力; Es鋼筋的彈10、性模量,取Es=2.1105MPa; d縱向受拉鋼筋的直徑,取d=16mm; 截面配筋率,=0.248%、按照規范要求,50噸龍門吊使用說明推薦的P50鋼軌。2、根據受力圖,兩條鋼軌完全作用于其下面的混凝土結構上的鋼塊,鋼塊鑲嵌在混凝土上,故而進行混凝土強度驗證:假設: 整個鋼軌及其基礎結構完全剛性(安裝完成后的鋼軌及其結構是不可隨便移動的)。 每臺龍門吊完全作用在它的邊輪間距內(事實上由于整個鋼軌極其基礎是剛性的,所以單個龍門吊作用的長度應該長于龍門吊邊輪間距)。即:龍門吊作用在鋼軌上的距離是:L1=7.5m ,L2=8.892m根據壓力壓強計算公式:壓強=壓力/面積,轉換得:面積=壓力/壓11、強要使得龍門吊對地基混凝土的壓強小于2MPa才能達到安全要求。即最小面積:S1min=4278.75KN/2000KPa=0.558m2S2min=2227.5KN/2000KPa=0.2275m2 擬采用有效面積為0.300.15=0.045 m2的鋼板墊塊,鑲嵌于混凝土結構內。對于16噸龍門吊,0.0456=0.26 大于0.2275。因此最少需要6個墊塊塊墊住鋼軌才能能滿足混凝土強度要求,墊塊間距是:7.56=1.25米。應考慮安全系數1.2,故墊塊間距應取L=1m。對于45噸龍門吊來說,0.04514=0.63大于0.558,最少需要14個墊塊塊墊住鋼軌才能能滿足混凝土強度要求,墊塊間12、距是:8.89214=0.635米。從安全角度考慮,取最小值:L=0.635m??紤]到龍門吊荷載不是均布在鋼軌上面的,而是從輪子直接作用到鋼軌,雖然鋼軌已經被作為剛性結構來考慮,但是現實中鋼軌并不是完全絕對剛性的。所以,降低鋼軌墊塊的間距以求安全,且從以前經驗看來,取墊塊間距L=0.6米。應考慮安全系數1.2,故墊塊間距應取L=0.5m。4、設計結果:45噸龍門吊軌道中心間距為11m,分別作用于基坑外側及頂板回填土上。而龍門吊軌道中心間距為11m,故龍門吊基礎直接座在冠梁上。龍門吊基礎采用頂寬0.5m、底寬1.0m、高0.8m的T形C30混凝土基礎。沿著鋼軌的端頭每隔0.6米距離就作預埋厚5m13、m鋼墊板,每個鋼墊板焊2根長度為25cm的16鋼筋作為錨筋。至設計標高換填素土夯實,外側基礎破出路面下挖內側基礎開挖回填土至設計標高夯實基地。具體見下圖。圖6 龍門吊基礎斷面圖4.2龍門吊軌道基礎設計計算4.2.1倒T型條形基礎計算 如圖1所示,倒T型軌道基礎上鉚固一條龍門吊行走軌道,結構計算以16T、45T龍門吊為外荷載。45T的龍門吊的最大輪壓為335KN,每兩個輪為一組。則有:圖8 45T龍門吊側立面圖圖7 16T龍門吊側立面圖P45=335 kN-45T龍門吊最大輪壓P16=320 kN-16T龍門吊最大輪壓Q1=43kg/m9.8N/kg=0.42k-P43型鋼軌重Q2=(1m0.314、m+0.5m0.5m)25kN/m3=13.77kN/m-T梁自重荷載考慮到鋼軌的作用,上述數據中的龍門吊輪壓荷載P應簡化成一段均布荷載作用在倒T型軌道基礎上。根據基礎抗沖剪破壞公式:Fl0.7hpftAmAm=BiHiFl=pjAl式中: hp-受沖切承載力截面高度影響系數,當h不大于800mm時,hp取1.0.當h大于等于2000mm時,hp取0.9,其間按線性內插法取用;ft-混凝土軸心抗拉強度設計值; h0-基礎沖切破壞錐體的有效高度; Am-沖切破壞體最不利一側面積; Bi-沖切破壞體最不利一側截面的寬度; Hi -沖切破壞體最不利一側截面的高度; pj-扣除基礎自重及其上土重后相應15、于荷載效應基本組合時的地基土單位面積凈反力,對偏心受壓基礎可取基礎邊緣處最大地基土單位面積凈反力; Al-沖切驗算時取用的部分基底面積; Fl-相應于荷載效應基本組合時作用在Al上的地基土凈反力設計值。p1=(8.950+11.718)(0.42+13.77)+2320+4335/(8.950+11.718)1.0=109.5kN/m2F1=p1A1=109.5kN/m21.0m2=109.5kNsvmin=0.24(ft/fyv)=0.241.43/210=0.163%。實際=4672/550000=0.850%svmin,故滿足要求。地基承載能力計算根據太沙基極限承載力假設:地基為均質半無限體;剪切破壞區限制在一定范圍內;基礎底面粗糙,與基礎有摩擦力存在。fu=1/2bN+0dNq+cNc其中,-基底面下土壤的重度; 0-基底面上土壤的重度; C-土的快剪指標; N、Nq、Nc-承載力因素,根據查表;查表計算:fu=1/2201.018+180.818+533=604kPa。所以:fa= 604/2.5=242kPa ,其中Fs為承載能力安全系數,取2.5。p1=109.5kN/m2=109.5kPa fa=242kPa,所以地基承載能力滿足要求。中鐵十五局集團有限公司 廣州軌道交通二/八號延長線盾構5標項目經理部 二八年十一月十五日