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1、50T龙门吊基础施工方案工程名称： 苏州市轨道交通2号线延伸线H-Y-TS-02标机械名称： 门式起重机工程地址： 苏州市轨道交通2号线延伸线安装位置：型号： MG16t MG50t自编号：使用单位（章）：施工方案编制与审核会签施工单位（章）监理单位（章）编制人（签名）日期：项目总监（签名）日期：技术负责人审批（签名）日期：使用单位技术负责人（签名）日期：苏州地区建设工程质量安全监督站制龙门吊轨道基础施工方案一、工程概况本标段工程包括【邀湖路站尹山湖站】、【尹山湖站东方大道站】、【东方 大道站独墅湖站】三个盾构区间。均采用盾构法施工，1#盾构从尹山湖中路 站西端头井左线始发在邀湖路站东端头井调
2、头，然后从邀湖路站东端头井右线再 次始发掘进至尹山湖中路站西端头井右线接收后解体吊出，转场至尹山湖中路站 东端头井，从尹山湖中路站东端头井左线始发掘进至东方大道站西端头井后调 头，从东方大道站西端头井右线再次始发掘进至尹山湖中路站东端头井后解体吊 出运走，2#盾构从东方大道站东端头井左线下井始发至独墅湖南站南端头井左 线解体吊出运走，3#盾构从东方大道站东端头井右线下井始发至独墅湖南站南 端头井右线解体吊出运走，完成本标段所有区间掘进工程。盾构施工期间的出土、管片与油料下井、周转料下井，前后期的电瓶列车下 井与出井、井内设施拆除离井等，均使用门吊进行吊装；考虑最重吊装件为电瓶 机车，单件重40
3、t,因此本标段盾构工程拟采用3台MG50/16t的门吊参与施工。二、龙门吊轨道基础设计情况拟用于本盾构区间的3台MG50/16t型门吊，1台在尹山湖中路站西端头井 组装；另两台门吊在东方大道站东端头井，门吊均为东西走向布置，门吊横跨端 头井；门吊轨道梁需要在门吊安装前提前施作完毕，门吊到场后可立即组织安装; 门吊拆除时间约为2014年9月。门吊基础截面尺寸均为60cm*80cm,配筋图如图一。图一龙门吊基础配筋图三、轨道基础施工方法1、施工工艺流程施工准备测量放线地面切槽地面破除基槽开挖垫层 施工一一钢筋安装混凝土浇筑养护2、钢筋工程轨道基础配筋图见图一。钢筋下料前应熟悉设计图纸，了解设计意图
4、，根据 设计要求、规格计算下料长度并统筹下料，最大限度的节约材料，降低成本。钢 筋表面应洁净，钢筋使用前应将表面的铁锈及其他杂物清除干净。钢筋应平直， 无局部弯折，成盘的和弯曲的钢筋均应调直。3、混凝土工程混凝土采用C30商品砼。插入式振动棒捣实，表明压光。确保混凝土内部密 实，表面平整。四、轨道基础受力分析4.1龙门吊检算1、设计依据 龙门吊使用以及受力要求 施工场地布置要求 地铁施工规范2、设计参数： 从安全角度出发，按g=10N/kg计算。 50 吨龙门吊自重：120 吨，G1=120X1000X10=1200KN;50 吨龙门吊载重：50 吨，G2=50X1000X 10=500KN;
5、50吨龙门吊4个轮子每个轮子的最大承重：G3= (1200000/2+500000) /4=275KN3.1、设计荷载根据龙门吊厂家提供资料显示，50T龙门吊行走时台车最大轮压:Pmax=240KN，现场实际情况，单个龙门吊最大负重仅40t，则 Pmax 240 8 50 40 10 227.5KN为安全起见，取P=230KN ；钢砼自重按23.0KN/m 3计。3.2、材料性能指标a、 C30 砼轴心抗压强度:f 13.8MPa ;弹性模量：Ec3.0 104MPa ;b、钢筋195MPa ;R235钢筋：fsdHRB335 钢筋：fSd=280MPa3.3、基础截面的拟定及钢筋的配置基础截
6、面采用倒丁形，钢筋布置如图3.3-1所示，下侧受拉钢采 用5根B16钢筋，上侧受压钢筋采用3根B16钢筋。ur-N116 20N3 10 25N216N116 20100N216图3.3-1基础截面钢筋布置4、计算模型简化基础内力计算按弹性地基梁计算，即将钢筋砼地基看成半刚性的 梁，地基看成弹性支承。钢筋砼地基采用梁单元进行模拟，地基的支 承采用地基弹簧进行模拟。地基梁选取35.5m进行计算，每个单元 长0.5m，共计71个单元，具体模型见图4-1。图4-1 midas计算模型5、钢筋砼的弹性模量的计算根据钢筋砼规范提供的经验公式，钢筋砼地基梁的弹性模量Ec与砼强度指标fcu的关系为：105
7、/ , 、 3-(N / mm2) 2.2 + 347/cu由于规范还规定：fc=0.67fcu，故1051052.2 + 空=3.3613 x107 KN / m2306、地基系数匕的确定根据我国著名工程院资深院士龙驭球先生编著的弹性地基梁的 计算一书中表2-1地基系数K0参考值可知，地层等级为中等的碎石土的地基系数为0.120.2x106KN/m3,坚硬系数f=1.5，结合现场实 K际情况，则K0=0.2x106x1.5=3x105 KN/m37、计算结果弯矩计算结果:FO5TFRCZCE30R| U图5-1弯矩图（KN m）剪力计算结果：EmiZZSerb OD1E.a743ic+MiT
8、.牛旧25u+ OD1 3.E1-&3&-+OT1 2.77eH- DOI12-9El.e4-DDlO.OOOQQe+ODO-5.35bMc+(K -1.2E73-fe+Ml-Z.l&3-3e+ODiBEAM CXAI31AM反力计算结果:图5-2剪力图（KN）图5-3反力图（KN）REATM FO?主jfct5L?b =5?k. 8J RC： G.DMOEtMJO H O.MDDE-KHK3FZ： 5.DS5E+ML. rcyz： mqsMmg：!8、结果分析与评价从以上弯矩、剪力及反力图可知，最大正弯矩Mmax=69.32KNm，最大剪力值Vmax=113.24KN，最大反力Fmax=90
9、.53KN。根据反 力图可知，对土的影响主要范围（纵向）为3.0m左右，结合板宽1.0m， 可知此计算结果是比较符合实际的。9、基底应力计算从反力图可知，最大反力Fmax=90.53KN，另外由于梁是按 划分，故可求得土的最大应力为Q = 1.2 X = 1.2 X 053 = 27.27kPaA 0.5 x 110、钢筋砼梁正截面承载力验算已知 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 ，a =5cm，则sUa280 x 1005.6 x10- 613.
10、8 x 500=0.000041m 0.3 m可知其属于第一类T形截面，故按矩形截面的计算方法进行承载力计算，则f A - f A 280x 1005.5x10-6 -280x603.3x10-6 八,X sdssd l 0.016f bf13.8 x 0.5可知x2.5时，取 p=2.5，其中p= ( Ap+Apb+As )/bh0 ;故 p=100x603.3/(500x 450) =0.268 ;fcu,k边长为150mm的混凝土立方体抗压强度标准，取fcu,k=30MPa,;psv斜截面内箍筋配筋率，psv= Asv/( Svb )=157/( 250x500 )=0.126% ;fs
11、v箍筋抗拉强度设计值，取值不宜大于280MPa，故取值fsv=195MPa ;Asv斜截面内配置在同一截面的箍筋各肢的总截面面积，取 157mm2 ;Sv斜截面内箍筋的间距，取250mm。贝Uv =1.Ck1.Ok1.1x0.45。匕=L2x113.24T35.89KN，可知其满足斜截面抗剪要求。12、最大裂缝宽度验算最大裂缝宽度验算可根据公路桥涵规范给出的公式进行验算，W = cc c %( 30 + d )fk i 2 3 E 0.28 +10ps式中Wfk受弯构件的最大裂缝宽度，mm ;C1钢筋表面形状系数，取01=1.0 ;C2作用长期效应影响系数，取02=1.5 ;C3与构件受力性质
12、有关的系数，受弯构件取C3=1.15 ;oss由作用短期效应组合引起的开裂截面纵向受拉钢筋的应力；MC = sss0.87A h0=176.09MPa69.32 x10-30.87 x 1005.5 x10-6 x 0.45Es钢筋的弹性模量，取Es=2.1x105MPa ;d纵向受拉钢筋的直径，取d=16mm ;p截面配筋率，p=0.248%0.006，取p=0.006。代入式中得fk1.0 x1.5 X1.15 x30 +16176.09 (-)2.1x105(0.28 +10 x 0.006=0.196mm 2mm，故最大裂缝宽度满足要求。综上所叙，基础梁的尺寸和配筋均满足各项受力要求；
13、另要求地 基承载力不应小于220KPa，并换填50cm砂砾进行压实，以减少基 础沉降。3、受力分析与强度验算：只用50吨龙门吊进行受力分析图如下:?5_5Li&rftiin1111 II 1II111 1 II11图2龙门吊受力分析图1、按照规范要求，50吨龙门吊使用说明推荐的P50钢轨。2、根据受力图，两条钢轨完全作用于其下面的混凝土结构上的钢块，钢 块镶嵌在混凝土上，故而进行混凝土强度验证：假设：Q整个钢轨及其基础结构完全刚性（安装完成后的钢轨及其结构是不可随 便移动的）。Q每台龙门吊完全作用在它的边轮间距内（事实上由于整个钢轨极其基础 是刚性的，所以单个龙门吊作用的长度应该长于龙门吊边轮
14、间距）。即：龙门吊 作用在钢轨上的距离是：L1=7.5m , L2=8.892m根据压力压强计算公式：压强二压力/面积，转换得：面积二压力/压强要使得龙门吊对地基混凝土的压强小于2MPa才能达到安全要求。即最小面 积：S=4X278.75KN/2000KPa=0.558m2S2 . =2X227.5KN/2000KPa=0.2275m2拟采用有效面积为0.30 X 0.15=0.045 m2的钢板垫块，镶嵌于混凝土结构内。对于16吨龙门吊，0.045X6=0.26大于0.2275。因此最少需要6个垫块块垫 住钢轨才能能满足混凝土强度要求，垫块间距是：7.5-6=1.25米。应考虑安全 系数1.
15、2,故垫块间距应取L=1m。对于45吨龙门吊来说，0.045X14=0.63大于0.558,最少需要14个垫块块垫住钢轨才能能满足混凝土强度要求，垫块间距是：8.892-14=0.635米。从安全角度考虑，取最小值：L=0.635m。考虑到龙门吊荷载不是均布在钢轨 上面的，而是从轮子直接作用到钢轨，虽然钢轨已经被作为刚性结构来考虑，但 是现实中钢轨并不是完全绝对刚性的。所以，降低钢轨垫块的间距以求安全，且 从以前经验看来，取垫块间距L=0.6米。应考虑安全系数1.2,故垫块间距应取 L=0.5m。4、设计结果：45吨龙门吊轨道中心间距为11m,分别作用于基坑外侧及顶板回填土上。 而龙门吊轨道中
16、心间距为11m,故龙门吊基础直接座在冠梁上。龙门吊基础采用 顶宽0.5m、底宽1.0m、高0.8m的T形C30混凝土基础。沿着钢轨的端头每隔 0.6米距离就作预埋厚5mm钢垫板，每个钢垫板焊2根长度为25cm的16钢筋 作为锚筋。至设计标高换填素土夯实，外侧基础破出路面下挖内侧基础开挖回填 土至设计标高夯实基地。具体见下图。500I2算图6龙门吊基础断面图4.2龙门吊轨道基础设计计算4.2.1倒T型条形基础计算如图1所示，倒T型轨道基础上铆固一条龙门吊行走轨道，结构计算以16T、45T龙门吊为外荷载。45T的龙门吊的最大轮压为335KN，每两个轮为一组。则有：12图7 16T龙门吊侧立面图图8
17、 45T龙门吊侧立面图P45=335 kN45T龙门吊最大轮压七二320 kN16T龙门吊最大轮压Q1=43kg/m X 9.8N/kg=0.42kP43 型钢轨重Q =(1mX 0.3m+0.5m X 0.5m) X 25kN/m3=13.77kN/m-T 梁自重荷载 2考虑到钢轨的作用，上述数据中的龙门吊轮压荷载P应简化成一段均布荷载作用在倒T型轨道基础上。根据基础抗冲剪破坏公式：FV0.7hpfAA =EBiXHi式中：Php受冲切承载力截面高度影响系数，当h不大于800mm时，hp取1.0.当h大于等于2000mm时，hp取0.9,其间按线性内插法取用；f-混凝土轴心抗拉强度设计值；h
18、0-基础冲切破坏锥体的有效高度；A -冲切破坏体最不利一侧面积；Bi-冲切破坏体最不利一侧截面的宽度；H-冲切破坏体最不利一侧截面的高度；p-扣除基础自重及其上土重后相应于荷载效应基本组合时的地基土单位面积净反力，对偏心受压基础可取基础边缘处最大地基土单位面积净反力;A厂冲切验算时取用的部分基底面积；Fl-相应于荷载效应基本组合时作用在Al上的地基土净反力设计值。p1= (8.950+11.718)X(0.42+13.77) +2X320+4X335/ (8.950+11.718)X1.0=109.5kN/m2F1=p1 X A1=109.5kN/m2 X 1.0m2=109.5kNpsvmi
19、n=0.24(ft/fyv)=0.24X1.43/210=0.163%。实际p=4672/550000=0.850%psvmin,故满足要求。4.2.2地基承载能力计算根据太沙基极限承载力假设：地基为均质半无限体；剪切破坏区限制在一定范围内；基础底面粗糙，与基础有摩擦力存在。ub y 0 q c其中，Y基底面下土壤的重度;f =1/2y N +7 dN +cNY基底面上土壤的重度；0C土的快剪指标；NNq、Nc承载力因素，根据甲查表；查表计算：f =1/2X20X1.0X18+18X0.8X18+5X33=604kPa。 u所以：f= 604/2.5=242kPa ,其中Fs为承载能力安全系数，取2.5。 aP1=109.5kN/m2=109.5kPa fa=242kPa,所以地基承载能力满足要求。中铁十五局集团有限公司广州轨道交通二/八号延长线盾构5标项目经理部二00八年十一月十五日
