50t龍門吊基礎(chǔ)工程施工組織設(shè)計方案

1、. . . . 50T龍門吊基礎(chǔ)施工方案工程名稱： 市軌道交通2號線延伸線-Y-TS-02標(biāo) 機械名稱： 門式起重機 工程地址： 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(jiān)理單位（章）編制人（簽名）日期：項目總監(jiān)（簽名）日期：技術(shù)負(fù)責(zé)人審批（簽名）日期：使用單位技術(shù)負(fù)責(zé)人（簽名）日期：地區(qū)建設(shè)工程質(zhì)量安全監(jiān)督站制龍門吊軌道基礎(chǔ)施工方案一、工程概況本標(biāo)段工程包括邀湖路站山湖站、山湖站大道站、大道站獨墅湖站三個盾構(gòu)區(qū)間。均采用盾構(gòu)法施工，1#盾構(gòu)從山湖中路站西端頭井左線始發(fā)在邀湖路站東端頭井調(diào)頭，然后從邀湖

2、路站東端頭井右線再次始發(fā)掘進至山湖中路站西端頭井右線接收后解體吊出，轉(zhuǎn)場至山湖中路站東端頭井，從山湖中路站東端頭井左線始發(fā)掘進至大道站西端頭井后調(diào)頭，從大道站西端頭井右線再次始發(fā)掘進至山湖中路站東端頭井后解體吊出運走，2#盾構(gòu)從大道站東端頭井左線下井始發(fā)至獨墅站南端頭井左線解體吊出運走，3#盾構(gòu)從大道站東端頭井右線下井始發(fā)至獨墅站南端頭井右線解體吊出運走，完成本標(biāo)段所有區(qū)間掘進工程。盾構(gòu)施工期間的出土、管片與油料下井、周轉(zhuǎn)料下井，前后期的電瓶列車下井與出井、井設(shè)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，因此本標(biāo)段盾構(gòu)工程擬采用3臺MG50/16t的門吊參與施工。

3、二、龍門吊軌道基礎(chǔ)設(shè)計情況擬用于本盾構(gòu)區(qū)間的3臺MG50/16t型門吊，1臺在山湖中路站西端頭井組裝；另兩臺門吊在大道站東端頭井，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2014年9月。門吊基礎(chǔ)截面尺寸均為60cm*80cm，配筋圖如圖一。圖一龍門吊基礎(chǔ)配筋圖三、軌道基礎(chǔ)施工方法1、施工工藝流程施工準(zhǔn)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(yǎng)護2、鋼筋工程軌道基礎(chǔ)配筋圖見圖一。鋼筋下料前應(yīng)熟悉設(shè)計圖紙，了解設(shè)計意圖，根據(jù)設(shè)計要求、規(guī)格計算下料長度并統(tǒng)籌下料，最大限度的節(jié)約材料，降低成本。鋼筋表面

4、應(yīng)潔凈，鋼筋使用前應(yīng)將表面的鐵銹與其他雜物清除干凈。鋼筋應(yīng)平直，無局部彎折，成盤的和彎曲的鋼筋均應(yīng)調(diào)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敛棵軐?，表面平整。四、軌道基礎(chǔ)受力分析4.1 龍門吊檢算1、設(shè)計依據(jù) 龍門吊使用以與受力要求 施工場地布置要求 地鐵施工規(guī)2、設(shè)計參數(shù)： 從安全角度出發(fā)，按g=10N/kg計算。50噸龍門吊自重：120噸， G1=120×1000×10=1200KN；50噸龍門吊載重：50噸， G2=50×1000×10=500KN；50噸龍門吊4個輪子每個輪子的最大承重：G3=（120000

5、0/2+500000）/4=275KN3.1、設(shè)計荷載根據(jù)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(xiàn)場實際情況，單個龍門吊最大負(fù)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(biāo)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(chǔ)截面的擬定與鋼筋的配置基礎(chǔ)截面采用倒T形，鋼筋布置如圖3.3-1所示，下側(cè)受拉鋼采用5根B16鋼筋,上側(cè)受壓鋼筋采用3根B16鋼筋。圖3.3-1 基礎(chǔ)截面鋼筋布置圖4、計算模型簡化基礎(chǔ)力計算按彈性地基梁計算，即將鋼筋砼地

6、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(jù)鋼筋砼規(guī)提供的經(jīng)驗公式，鋼筋砼地基梁的彈性模量Ec與砼強度指標(biāo)fcu的關(guān)系為：由于規(guī)還規(guī)定：fc=0.67fcu，故6、地基系數(shù)K0的確定根據(jù)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(shù)K0參考值可知，地層等級為中等的碎石土的地基系數(shù)為0.120.2×106KN/m3,堅硬系數(shù)fk=1.5,結(jié)合現(xiàn)場實際情況，則K

7、0=0.2×106×1.5=3×105 KN/m37、計算結(jié)果彎矩計算結(jié)果:圖5-1彎矩圖（KNm）剪力計算結(jié)果:圖5-2剪力圖（KN）反力計算結(jié)果:圖5-3反力圖（KN）8、結(jié)果分析與評價從以上彎矩、剪力與反力圖可知，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(jù)反力圖可知，對土的影響主要圍(縱向)為3.0m左右，結(jié)合板寬1.0m，可知此計算結(jié)果是比較符合實際的。9、基底應(yīng)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(yīng)力為10、鋼筋砼梁正

8、截面承載力驗算已知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x<2as=10cm，可知受壓離中性軸太近，變形不能充分發(fā)揮，受壓鋼筋的應(yīng)力不可能達到抗壓設(shè)計強度。這時，截面所能承受的最大彎矩可由下列公式求得：根據(jù)Midas Civil 2010 計算結(jié)果（彎矩圖）可知，Md=69.32KN，故基礎(chǔ)正截面承載力滿足要求。11、斜截面抗剪承載力驗算根據(jù)公路鋼筋混凝土與預(yù)應(yīng)

9、力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)（JTG D62-2004）可知，混凝土和箍筋共同抗剪能力的公式為1異好彎矩影響系數(shù)，計算簡支梁和連續(xù)梁近邊支點梁段的抗剪承載力時，1=1.0；計算連續(xù)梁和懸臂梁近中間支點梁段的抗剪承載力時，1=0.9；故取1=1.0；2預(yù)應(yīng)力提高系數(shù)，對鋼筋混凝土受彎構(gòu)件，2=1.0；對預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件，2=1.25，但當(dāng)由鋼筋合力引起的截面彎矩與外彎矩的方向一樣，或允許出現(xiàn)裂縫的預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件，取2=1.0；故取2=1.0；3受壓翼緣的影響系數(shù)，取3=1.1；b斜截面受壓端正截面處矩形截面寬度，取b=500mm；h0斜截面受壓段正截面的有效高度，自縱向受拉鋼筋合力點至受壓邊緣的

10、距離，mm；故取h0=450mm；p斜截面縱向受拉鋼筋的配筋百分率，p=100，當(dāng)p>2.5時，取p=2.5，其中=（AP+Apb+As）/bh0；故p=100×603.3/(500×450) =0.268；fcu,k邊長為150mm的混凝土立方體抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)，取fcu,k =30MPa,；sv斜截面箍筋配筋率，sv= Asv/（Svb）=157/（250×500）=0.126%；fsv箍筋抗拉強度設(shè)計值，取值不宜大于280MPa，故取值fsv=195MPa；Asv斜截面配置在同一截面的箍筋各肢的總截面面積，取157mm2；Sv斜截面箍筋的間距，取250mm

11、。則, 根據(jù)Midas Civil 2010 計算結(jié)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(jù)公路橋涵規(guī)給出的公式進行驗算，式中 Wfk受彎構(gòu)件的最大裂縫寬度，mm； C1鋼筋表面形狀系數(shù)，取C1=1.0； C2作用長期效應(yīng)影響系數(shù)，取C2=1.5； C3與構(gòu)件受力性質(zhì)有關(guān)的系數(shù)，受彎構(gòu)件取C3=1.15；ss由作用短期效應(yīng)組合引起的開裂截面縱向受拉鋼筋的應(yīng)力； Es鋼筋的彈性模量，取Es=2.1×105MPa； d縱向受拉鋼筋的直徑，取d=16mm；截面配筋率，=0.248%<0.006，取=0.006。代

12、入式中得，故最大裂縫寬度滿足要求。綜上所敘，基礎(chǔ)梁的尺寸和配筋均滿足各項受力要求；另要求地基承載力不應(yīng)小于220KPa，并換填50cm砂礫進行壓實，以減少基礎(chǔ)沉降。3、受力分析與強度驗算：只用50噸龍門吊進行受力分析圖如下：圖2 龍門吊受力分析圖1>、按照規(guī)要求，50噸龍門吊使用說明推薦的P50鋼軌。2>、根據(jù)受力圖，兩條鋼軌完全作用于其下面的混凝土結(jié)構(gòu)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(shè)： 整個鋼軌與其基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)完全剛性（安裝完成后的鋼軌與其結(jié)構(gòu)是不可隨便移動的）。 每臺龍門吊完全作用在它的邊輪間距（事實上由于整個鋼軌極其基礎(chǔ)是剛性的，所以單個龍門吊作用的長度

13、應(yīng)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(jù)壓力壓強計算公式：壓強=壓力/面積，轉(zhuǎn)換得：面積=壓力/壓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=4×278.75KN/2000KPa=0.558m2S2min=2×227.5KN/2000KPa=0.2275m2 擬采用有效面積為0.30×0.15=0.045 m2的鋼板墊塊，鑲嵌于混凝土結(jié)構(gòu)。對于16噸龍門吊，0.045×6=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，

14、墊塊間距是：7.5÷6=1.25米。應(yīng)考慮安全系數(shù)1.2，故墊塊間距應(yīng)取L=1m。對于45噸龍門吊來說，0.045×14=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，墊塊間距是：8.892÷14=0.635米。從安全角度考慮，取最小值：L=0.635m。考慮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(jīng)被作為剛性結(jié)構(gòu)來考慮，但是現(xiàn)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(jīng)驗看來，取墊塊間距L=0.6米。應(yīng)考慮安全系數(shù)1.2，故墊塊間距應(yīng)取L=0.5m。4、設(shè)計結(jié)果：45噸龍

15、門吊軌道中心間距為11m，分別作用于基坑外側(cè)與頂板回填土上。而龍門吊軌道中心間距為11m，故龍門吊基礎(chǔ)直接座在冠梁上。龍門吊基礎(chǔ)采用頂寬0.5m、底寬1.0m、高0.8m的T形C30混凝土基礎(chǔ)。沿著鋼軌的端頭每隔0.6米距離就作預(yù)埋厚5mm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(shè)計標(biāo)高換填素土夯實，外側(cè)基礎(chǔ)破出路面下挖側(cè)基礎(chǔ)開挖回填土至設(shè)計標(biāo)高夯實基地。具體見下圖。圖6 龍門吊基礎(chǔ)斷面圖4.2龍門吊軌道基礎(chǔ)設(shè)計計算4.2.1倒T型條形基礎(chǔ)計算 如圖1所示，倒T型軌道基礎(chǔ)上鉚固一條龍門吊行走軌道，結(jié)構(gòu)計算以16T、45T龍門吊為外荷載。45T的龍門吊的最大輪壓為335KN，

16、每兩個輪為一組。則有：圖8 45T龍門吊側(cè)立面圖圖7 16T龍門吊側(cè)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/m×9.8N/kg=0.42k-P43型鋼軌重Q2=(1m×0.3m+0.5m×0.5m)×25kN/m3=13.77kN/m-T梁自重荷載考慮到鋼軌的作用，上述數(shù)據(jù)中的龍門吊輪壓荷載P應(yīng)簡化成一段均布荷載作用在倒T型軌道基礎(chǔ)上。根據(jù)基礎(chǔ)抗沖剪破壞公式：Fl0.7hpftAmAm=Bi×HiFl=pjAl式中：hp-受沖切承載力截面高度影響系數(shù)，當(dāng)h不大于800mm時，hp

17、取1.0.當(dāng)h大于等于2000mm時，hp取0.9，其間按線性插法取用；ft-混凝土軸心抗拉強度設(shè)計值； h0-基礎(chǔ)沖切破壞錐體的有效高度； Am-沖切破壞體最不利一側(cè)面積； Bi-沖切破壞體最不利一側(cè)截面的寬度； Hi -沖切破壞體最不利一側(cè)截面的高度； pj-扣除基礎(chǔ)自重與其上土重后相應(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合時的地基土單位面積凈反力，對偏心受壓基礎(chǔ)可取基礎(chǔ)邊緣處最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(yīng)于荷載效應(yīng)基本組合時作用在Al上的地基土凈反力設(shè)計值。p1=（8.950+11.718）×（0.42+13.77）+2×320+4×3

18、35/（8.950+11.718）×1.0=109.5kN/m2F1=p1×A1=109.5kN/m2×1.0m2=109.5kN<0.7×1.0×1.43×（1000×300+500+500）×0.001=550.55kN。故，倒T型龍門吊基礎(chǔ)可按最小配筋率配筋。即：>svmin=0.24(ft/fyv)=0.24×1.43/210=0.163%。實際=4672/550000=0.850%>svmin，故滿足要求。4.2.2地基承載能力計算根據(jù)太沙基極限承載力假設(shè)：地基為均質(zhì)半無限體；剪切破壞區(qū)限制在一定圍；基礎(chǔ)底面粗糙，與基礎(chǔ)有摩擦力存在