门吊基础设计计算

门吊走行轨基础的设计计算

门吊即门式起重机,是龙门起重机的简称,是桥架通过两侧支腿支承在轨道上的桥架型起重机。门式起重机是铁路货场、码头、工厂、仓库、机械或结构的装配场,水电站等露天物资转运作业的理想设备,起重量从一至上百吨不等。其基础可采用类似铁路线路的轨枕基础,也可以采用钢筋混凝土条形基础。轨枕基础因为要求经常进行补道碴、抬轨等养护工作,一般较少采用;本文结合实例介绍钢筋混凝土条形门吊基础设计的过程。

1 设计计算原理

钢筋混凝土门吊走行轨基础可视为多段弹性地基梁,其上作用一组移动荷载。当上部荷载通过弹性基础传给地基时,地基发生相应变形,产生相应地基反力。地基反力确定了,则基础梁的内力就不难求得,所以从某种意义上讲,弹性地基梁的计算问题,就是确定地基反力的分布问题。当前,求解地基反力的模拟假定主要有三种:即反力直线分布假定、基床系数假定、半无限弹性体假定[ 1 ] 。反力直线法假定适用于刚性基础;基床系数法和弹性理论法适用于弹性基础,目前在国内外这两种方法都在同时使用。本文介绍的计算方法是基于基床系数法。

2 门吊基础设计步骤

(1)收集拟采用门吊设备的技术资料,根据设备资料确定移动荷载组的大小及分布。

(2)选定地基梁的尺寸,计算梁的弹性特征长度和折算长度。

(3)根据折算长度判定梁是长梁还是短梁,根据《弹性地基计算图表及公式》[ 2 ]一书中

相应折算长度梁的影响线结合荷载组计算主要断面的弯矩、剪力、地基反力,根据计算结果绘制弯矩、剪力、地基反力包络图。对每一计算截面,均计算其最不利的移动轮压位置组合。

(4)根据内力计算结果取最不利情况即Mmax、Qmax和Mmin、Qmix对地基梁按钢筋混凝土倒T形梁进行设计计算,确定梁配筋。如有必要,重复( 2 ) ～(4)步进行基础梁尺寸和配筋调整。

(5)根据地基反力包络图对照地基资料确定地基承载力是否足够,如地基承载力不足,则根据具体情况进行地基处理或是采用桩基础。

4 设计实例

某物流基地需设置一台30 m跨36 t龙门吊,根据设备提供资料,大车走行轨轴距9. 2 m,台车轮距1. 2 m,最大轮压为39 t。场地土为粉质黏土,地基承载力特征值100 kPa,进行门吊走行轨钢筋混凝土条形基础设计。

4. 1 计算基础数据选定和计算基础梁截面见图1,梁长25 m,地基基床系数k= 1 000 t/m3 ,混凝土级配采用C30,混凝土弹性模

量Ec = 3 ×106 t/m2 ;梁的尺寸b0 = 0. 5 m, b = 2. 5 m, h = 1. 3 m, d = 0.475 m,b0b=0. 52. 5=0. 2,dh=0. 4751. 3=0. 365,查《弹性地基计算图表及公式》[2 ]中的“T形截面惯性矩表”μ =0. 382 6,惯性矩J =μ bh312= 0. 382 6 ×2. 5 ×1. 3312=

0. 1751 m4。梁的弹性特征长度S =4

4Eha Jbk=4

4 ×3 ×106 ×0. 175 12. 5 ×103=4840. 5 = 5. 38 m

梁的折算长度λl =L

S=25. 05. 38= 4. 65 > 4. 5,属于长梁。 4. 2 梁的计算

根据设备提供的资料,荷载图见图2,梁的计算见表1。