高架門機(jī)軌道基礎(chǔ)承載力計(jì)算書

附件1：高架門機(jī)軌道基礎(chǔ)承載力計(jì)算書概述根據(jù)混凝土澆筑需要，擬在上游布置兩臺(tái)MQ600B高架門機(jī)，門機(jī)軌道中心線樁號(hào)壩上0-24.3m；下游布置MQ600/30、MQ600B各一臺(tái)高架門機(jī)，門機(jī)軌道中心線樁號(hào)壩下0+64.70m。由招標(biāo)文件工程地質(zhì)勘察資料可知：本標(biāo)段基坑主要由粉砂、細(xì)砂組成。該單元的粉砂干密度平均值為1.67g/cm3，濕密度平均值2.00g/cm3，細(xì)砂干密度平均值為1.64g/cm3，濕密度平均值1.98g/cm3，地基允許承載力210~230（kPa）。粉細(xì)砂地基承載力不能滿足門機(jī)安裝使用要求，為確保門機(jī)安全運(yùn)行，在進(jìn)水、尾水渠底板混凝土表面做混凝土梯形梁調(diào)平作為門機(jī)軌道基礎(chǔ)。上游門機(jī)軌道安裝高程EL1049.458m，下游門機(jī)軌道安裝高程EL1053.26m。根據(jù)設(shè)計(jì)藍(lán)圖知：進(jìn)水口底板鋼筋混凝土，板厚0.6m；尾水渠鋼筋混凝土板厚1.0m，均為C25鋼筋混凝土，鋼筋均為雙向配筋。若進(jìn)水口鋼筋混凝土底板滿足強(qiáng)度及穩(wěn)定性要求，下游尾水渠底板必滿足各項(xiàng)要求。上游門機(jī)梯形梁基礎(chǔ)（頂寬0.6m）作用在進(jìn)水口底板混凝土（寬13mx9.5mx0.6m）,基礎(chǔ)埋深50cm。門機(jī)、基礎(chǔ)自重等集中荷載約P=2800KN。查閱相關(guān)資料，兩種高架門機(jī)都為QU70鋼軌，軌距7000mm?？蓪⑻菪瘟夯A(chǔ)、底板作為一個(gè)整體來分析，基礎(chǔ)布置詳見圖1-1、圖1-2。4X500kN4X500kN4X500kN1：613m圖1-1上游門機(jī)基礎(chǔ)布置詳圖

1：613m圖1-1上游門機(jī)基礎(chǔ)布置詳圖圖1-2 上游門機(jī)基礎(chǔ)梯形梁縱向受力簡圖2門機(jī)基礎(chǔ)強(qiáng)度驗(yàn)算1、混凝土抗壓強(qiáng)度核算門機(jī)基礎(chǔ)頂寬為0.6m,單個(gè)行走支承寬4m，兩者間受力面積為2.4m2。面積上共作用荷載4X500=2000(KN),混凝土頂面單位面積受力為2000/2.4=833KN/m2。而混凝土抗壓設(shè)計(jì)值為f=10.9N/mm2，單位面積受力10900KN/m2>833KN/m2。所以素混凝土c梯形梁基礎(chǔ)能滿足抗壓要求。為了滿足基礎(chǔ)最小配筋率，梯形梁沿垂直軌道方向配箍筋，直徑12mm,間距500mm,箍筋下部直接插入底板混凝土。2、內(nèi)力計(jì)算地基反力計(jì)算時(shí)假設(shè)混凝土基礎(chǔ)為剛性基礎(chǔ),則應(yīng)力通過混凝土梯形梁傳遞到地基為均布荷載。則受力圖如圖2-1所示。4X500kN4X500kNg基礎(chǔ)自重4X500kN4X500kNg基礎(chǔ)自重q地基反力圖2-1 基礎(chǔ)受力簡圖根據(jù)平面力系平衡關(guān)系可得：2F+G—qL=0計(jì)算得：q=322.1kN/m

根據(jù)進(jìn)一步內(nèi)力分析計(jì)算可得：剪力圖（V圖），彎矩圖（M圖）。1162.35KNlinnTTI山lim-1162.35KN-1191.77KN1814.5kn.m1162.35KNlinnTTI山lim-1162.35KN-1191.77KN1814.5kn.m作用在基礎(chǔ)內(nèi)最大剪力Vmax=1162.35KN，最大彎矩Mmax=1814.5KN?m。3、抗彎強(qiáng)度校核最大彎距向下，基礎(chǔ)主要為上部受拉。首先進(jìn)行素混凝土核算，將條形基礎(chǔ)沿軌道方向分解為1mX0.6m的梁，側(cè)每個(gè)梁承載的最大彎矩為181.45kN?m,取任意一個(gè)進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算公式如下：M=ftb（h0-x）h0/2YdkMmaxWM其中Yd=1.2，hQ=0.6m,b=1m,ft=1.27N/mm2,Mmax=181.45kN?m,安全系數(shù)k=1.3,x=0.35m。M=95.25kN?m<YdkMmax=283kN?m因此,素混凝土底板不能夠滿足抗彎要求,需根據(jù)結(jié)構(gòu)最大彎矩進(jìn)行配筋計(jì)算,表2.1 配筋計(jì)算成果表M(kn-m)1814.5Y-M(kn-m)d2177.4鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)系數(shù)，y=1.2dY-M(X = dSf-b-h2C 00.096h=h—a=600—40=560mm,f=310N/mm2,0 yf=10.9N/mm2,b=4mc

￡=1￡=1-J1-2叭0.21￡<L=0.544（適筋破壞）1 Sf-b-h ,A=~c 0 (mm2)s f16539.8p=As/b?h0=7796/4000x560=0.36%>pmin=0.15%y實(shí)配A(mm2)29541.12適配鋼筋面積根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙計(jì)算得出進(jìn)水口混凝土底板設(shè)計(jì)實(shí)際鋼筋截面面積為29541.12mm2大于計(jì)算需求鋼筋截面積16539.8mm2，所以混凝土底板達(dá)到抗彎強(qiáng)度，結(jié)構(gòu)安全。4、抗剪強(qiáng)度校核根據(jù)V圖可知，作用在基礎(chǔ)內(nèi)的最大剪力Vmax=1191.77kN，且：V0=0.07f?b?h0=0.07X10.9X13000X600=5951.4kN>1115.6kN由上可知，基礎(chǔ)能夠滿足抗剪要求。3門機(jī)基礎(chǔ)穩(wěn)定性驗(yàn)算1、梯形梁與底板混凝土抗滑穩(wěn)定性驗(yàn)算將梯形梁與混凝土底板作為研究對(duì)象，梯形梁垂直作用力F直接作用在底板上，根據(jù)力的分解原理（平行四邊形法則），將F分解為垂直底板和平行底板方向，分別為F2、F1。見力的分解圖3-1圖3-1基礎(chǔ)受力簡圖由于垂直作用力F等同于門機(jī)單個(gè)行走支承額定最大荷載值F=4x500=2000KN，經(jīng)計(jì)算得：F1=328.8KN、F2=1972.78KN。門機(jī)空載或運(yùn)行狀態(tài)下，門機(jī)軌道基礎(chǔ)的穩(wěn)定主要為梯形梁與混凝土底板接觸面的抗剪穩(wěn)定。門機(jī)軌道梯形梁與底板混凝土為一體澆筑，砼標(biāo)號(hào)為C25，對(duì)應(yīng)的混凝土標(biāo)準(zhǔn)抗剪強(qiáng)度為1.25Mpa,對(duì)應(yīng)的截面抗剪承載力為QC=1250KN/m2，單條門機(jī)軌道分縫長度為9.5m,對(duì)應(yīng)的整體極限抗剪力應(yīng)為9.5Xl.lmXQC=13062.5KN>F]=328.8KN。因此門機(jī)軌道梯形基礎(chǔ)與底板混凝土之間不會(huì)發(fā)生滑動(dòng)破壞。2、 底板混凝土與建基面抗滑穩(wěn)定分析門機(jī)安裝之前保證門機(jī)運(yùn)行前，壩L0-018.5?L0-012.5段護(hù)坦墊層應(yīng)澆筑完成且達(dá)到一定強(qiáng)度。此段混凝土板對(duì)門機(jī)軌道占?jí)翰糠值装逵泻艽笾瘟?加之齒槽及碎石的摩擦作用，更加保證了門機(jī)底板混凝土與建基面之間的穩(wěn)定。3、 混凝土底板傾斜破壞分析由于根據(jù)我單位以往施工經(jīng)驗(yàn)，在門機(jī)運(yùn)行期間，軌道之間不會(huì)產(chǎn)生一邊下壓同時(shí)另一邊側(cè)拉的情況，所以不會(huì)整體發(fā)生傾斜破壞。4、 地基承載力校核根據(jù)建筑物基礎(chǔ)的尺寸，基礎(chǔ)單節(jié)長度L=9.5m、寬度B=13m，L/B=9.5/13=0.73v10可知，基底壓力和地基中附加應(yīng)力是屬于空間問題，且為中心荷載，所以基底壓力為：P=p/L?B=2800KN/9.5X13=22.67kN/m2.基底凈壓力為：pn=22.67-20X0.5=12.67kN/m2由于本方案利用鋪蓋作為擴(kuò)大基礎(chǔ)，最大地基反力為22.6KPa。在不挖除粉細(xì)砂的情況下，經(jīng)分析粉細(xì)砂承載力經(jīng)處理可達(dá)到約200KPa，能夠滿足設(shè)計(jì)要求。5、 基礎(chǔ)整體沉降分析由上計(jì)算可知，利用鋪蓋作為擴(kuò)大基礎(chǔ)，最大地基反力為22.6KPa，其壓力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于地基承載力?，F(xiàn)有地基持力層為粉細(xì)砂，上游鋪蓋下游側(cè)地基已進(jìn)行振沖加固處理，為防止門機(jī)運(yùn)行時(shí)地基出現(xiàn)不均勻沉降門機(jī)發(fā)生傾斜，需對(duì)上下游側(cè)地基進(jìn)行沉降校核。Zne—eS=乙F -Hi 1+eii-1 i二1 1i帶入數(shù)值計(jì)算得基礎(chǔ)的沉降量為：S=S1+S2=0.018m經(jīng)計(jì)算，基礎(chǔ)的最大沉降量為1.8cm。此部分沉降計(jì)算未考慮振沖碎石樁的承載能力，