龍門吊軌道梁施工方案

2021-12-21 08:00:52 字數 3065 閱讀 4395

武漢軌道交通6號線一期工程土建第十標段

1、《建築結構荷載規範》gb50009-2001;

2、《混凝土結構設計規範》gb50010-2010;

3、《建築地基基礎設計規範》gb50007-2002;

4、《公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規範》jtg d62-2004;

5、我單位其他工程的類似經驗。

琴台站為地下四層雙柱三跨島式站台車站,結構型式採用整體式鋼筋混凝土箱形框架結構。車站起點里程為k15+182.909,終點里程k15+347.

909,車站設計總長度為165m。其圍護結構採用1200mm地下連續牆和內支撐相結合的方式。琴台站施工工法為明挖順做法,中間標準段縱向設定4道混凝土支撐和4道鋼支撐,兩端盾構段設定5道混凝土支撐和3道鋼支撐。

中心里程處標準段基坑寬24.5m、基坑深度約為31.715m;北端盾構段基坑寬28.

1m、基坑深度約為33.58m;南端盾構段基坑寬27.5m、基坑深度約為33.

25m。根據總體工程籌畫,本站南端土壓平衡盾構接收,北端泥水盾構始發。

考慮到車站冠梁東高西低,高差較大,因此擬建龍門吊支腿東短西長,東側軌道梁標高為26.3,西側軌道梁標高為24.6。

且東西兩側地下連續牆南北方向不在同一條直線上,重合部分為600mm,因此,擬建軌道梁標準段寬度為450mm,東北角簡支段軌道梁與東北角蓋板同時施工,和蓋板一起,在車站施工過程中作為蓋板結構一部分為行車使用,盾構施工時,做軌道梁使用。西北角簡支段軌道梁尺寸暫定為850mm×1200mm。軌道梁平面及剖面簡圖如下:

圖2.1 軌道梁平面圖

圖2.2 東側標準段軌道梁剖面圖

圖2.3 西側標準段軌道梁剖面圖

由於琴台站現狀路面東側標高為26.2,西側標高從北向南標高25.65-23.

5,若西側軌道梁做到26.2,將導致西側軌道梁高出地面0.55-2.

85公尺,這將對後期場地西側基坑挖土有很大影響,且影響後期車站南端1-7軸結構砼澆築,經專案部及各方專家討論研究,將琴台站原45t龍門吊適當改造,即西側比東側門吊支腿長1.7m。

圖2.4 東西側軌道梁橫剖圖

因為標準段西側軌道梁較低,結構受力相對東側較不利,故取東側軌道梁進行結構受力及配筋計算,東北角簡支段與蓋板一起進行計算,詳見《琴台站東北角蓋板施工方案》,西北角簡支段軌道梁配筋單獨計算。

3.1 確定最不利荷載

3.1.1 龍門吊引數

龍門吊自重143.98t,最大起重量45t,跨度25.4m,兩側各4個輪子,共8個輪子。

單個支腿有兩個輪子,兩輪中心距為0.97m,同一側兩個支腿內輪中距為9.24m。

龍門吊兩側均有懸臂,其長度為9.5m,主吊荷載中心最大可移動至懸臂4.847m處,示意簡圖如下:

圖3.1 軌道梁正面圖圖3.2 軌道梁側面圖

3.1.2 最大荷載

當40t及5t雙葫蘆都同時滿弔且滑至懸臂一側時,此時起重荷載全部作用在該端軌道梁上,下部輪子受最大壓力,即軌道梁的最不利荷載狀態。以龍門吊為研究物件,因風荷載相對起重荷載及龍門吊自重荷載都較小,故暫不考慮風荷載。將單個支腿上的兩個輪簡化為乙個受力點,集中力中心點在兩輪中間。

圖3.3 最不利荷載簡圖

根據上圖,對b點求矩:

———為龍門吊自重,龍門吊自重為143.98t;

———為最大負載量,最大起重量為45t;

得單個支腿輪子受壓:

按照荷載規範,考慮龍門吊對軌道梁的動荷載採用動靜法進行計算,考慮龍門吊執行速度較慢,動載係數取1.3。故龍門吊最大輪壓力為:

取混凝土容重:

取軌道梁截面尺寸最小,即軌道樑高為。

軌道梁自重為:

此時軌道梁上荷載分布如下圖所示:

圖3.4 東側軌道梁最不利荷載分布圖

為簡化計算,軌道梁所受集中荷載影響範圍取周圍1m,認為在影響範圍內的地基反力均勻分布。

根據靜力平衡,地基承受荷載

軌道梁下部為c35鋼筋混凝土冠梁,冠梁下部均為伸入岩層的地下連續牆,牆底岩層為中風化破碎泥岩,其承載力,地下連續牆還存在與其周圍土體的摩阻力(此處不再計算)。

由此可見,,地基承載力滿足要求。

4.1 結構模型分析

此受力模型類似於柱下條形基礎梁,按照《建築地基基礎設計規範》中對柱下條形基礎的設計規定,此受力模型宜採用文克爾彈性地基梁方法進行計算,將梁下基礎簡化為彈簧。

4.2 建立模型

取30m軌道梁建立模型,按每個單元1m進行劃分,共30個單元;

由於軌道梁下部地下連續牆伸入岩層,且岩層為近不可壓縮岩層,故彈性地基梁彈性模量可取鋼筋混凝土彈性模量,基床係數也可取鋼筋混凝土基床係數.由於地下連續牆配筋率較小,混凝土佔了絕大部分,因此,彈性地基梁彈性模量簡化為混凝土彈性模量(此簡化偏安全)。

地下連續牆及冠梁均為強度c35混凝土,其彈性模量為:

基床係數為:

彈性地基梁彈性模量:

軌道梁截面慣性矩:

軌道梁抗彎剛度:

4.3 內力計算

採用彈性地基梁分析求解,求得此彈性地基梁的撓性、剪力、彎矩如下圖所示:

圖4.1 軌道樑內力圖

根據計算結果,軌道梁受最大彎正彎矩值為,最大剪力取,結構的撓度基本為零。

4.4.1 相關引數

鋼筋:,

混凝土:,,,,

保護層厚度:

4.4.2 主筋計算

,, ,

最小配筋率:

根據受力平衡:,

為偏安全考慮,按最大配筋率進行計算,即。

受壓區高度:

上述公式滿足計算要求。

受壓區鋼筋面積:

因此,按構造配筋,。

。考慮軌道梁預埋螺栓及構造要求,選用受壓鋼筋為

受壓區鋼筋應變很小,不可能屈服,因此,取進行計算。

此時,對受壓鋼筋合力點取矩:

受拉區面積:

按構造配筋,進行計算,

選用受拉鋼筋為。

4.4.3 驗算

少筋驗算:

,滿足要求。

超筋驗算:

,滿足要求。

裂縫驗算

, ,取

,滿足要求。

綜上,驗算滿足要求。

根據混凝土結構設計原理,軌道樑應設定構造腰筋,當梁高不小於450mm時,構造腰筋面積應大於。

因此,在軌道梁兩側設定構造腰筋:,每側各兩根。

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