龙门吊轨道设计计算书
一、设计依据
[1] 《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)
[2] 《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2002、J220—2002)
[3] 《建筑桩基技术规范》(JGJ94-94)
[4] 《建筑基桩检测技术规范》(JGJ106-2003)
[5] 《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB50202-2002)
[6] 《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）
二、概述
Ⅰ标30m箱梁预制场需布置100t和200t两种类型的龙门吊，拟采用混凝土地基梁做为龙门吊轨道。
预制场地以前为蚝田，后经人工填土而成，地基承载力较差，需进行地基处理以满足龙门吊施工需要。
土层参数表2-1
序号土类型
土层厚
(m)
容重
(kN/m3)
压缩模量
(MPa)
桩侧土摩阻
力标准值
（KPa）
地基承载
力容许值
(KPa)
1 填土 2.5 17.7 - 0 0
2 淤泥9.
3 15.8 1.89 10.0 45.0
3 亚粘土 3.2 19.2 4.77 40.0 160.0
4 粗砂 4.0 19.1 20 60.0 200.0
5 残积土10.8 18.7 4.2 55.0 200.0
6 全风化混合片麻岩9.5 19.
7 - 60.0 300.0
7 强风化混合片麻岩 5.8 - - 90.0 450.0
8 弱风化混合片麻岩 4.9 - - - 1500.0
综合考虑施工现场的地质情况，决定采用打入预制混凝土方桩处理地基，方桩截面尺寸为500×500mm，纵向间距为5.0m，长度为21.0m（伸缩缝桩长22.5m）,穿过淤泥层进入地质情况较好的持力层。
地基梁采用1000×600mm矩形截面，底部
直接放置在打入桩顶承台上。
基础布置形式如下所示：
预制混凝土方桩
地基梁
地面线
立面图
平面图
承台
地基处理布置图 图2.1
三、设计计算
1、轨道梁计算
⑴ 荷载工况
按照现有参数，轨道梁荷载主要考虑轨道梁自重q 和龙门吊轮压p ，风荷载等
参数在龙门吊结构计算中考虑，此处不涉及。
荷载组合时，轨道梁自重的荷载系数取r g =1.0，轮压荷载系数r q =1.2，则荷载
组合：
= 1.0G+ 1.2P
S
d
⑵计算模型
单侧龙门吊轨道基础总长300m，为避免温差影响，每隔50m设置一道伸缩缝，计算时选取伸缩缝间的50m轨道基础进行受力分析，有限单元划分长度为1m。
打入桩纵向间距为5m，采用线刚度弹簧模拟。
龙门吊基本轮压取值为600KN，单侧龙门吊轮组之间的距离为10m，计算模型如下图所示：
P=600KN P=600KN
q=25KN
计算模型图3.1
⑶计算结果
用SAP2000进行计算，设置移动荷载分析工况模拟龙门吊移动时基础的受力情况，支点反力、连续梁内力等计算结果如下图所示：
支点反力图3.2
弯矩包络图图3.3
剪力包络图 图3.4
2、打入桩承载力计算
⑴ 单桩竖向承载力计算
轨道梁底下单桩布置，按照《建筑桩基技术规范》(JGJ94-94)式5.2.1-1
R N o =γ
单桩竖向承载力设计值由《建筑桩基技术规范》(JGJ94-94)式5.2.2-1
p pk s sk Q Q R γγ//+=
单桩竖向承载力特征值由《建筑桩基技术规范》(JGJ94-94)式5.2.8
p pk n
i i sik UK A q l q u Q +=∑=1
按照地质参数提供的数据，将轨道梁的跨中最大反力N 中=645.49 kN 代入以上计算公式计算得到打入桩桩长:
L=21.0m
同理，将轨道梁端部反力N 端=728.37 kN 代入以上公式计算得到
L=22.5m
⑵ 桩底地基承载力验算
由《建筑桩基技术规范》(JGJ94-94)式5.2.13-1
q W
Uk
i z q Z γγσ/=+
单桩计算时，桩底附加应力z σ按照《建筑桩基技术规范》(JGJ94-94)式5.2.13-3
2
)tan 2()
(4θπλσ•+-=
∑t D l q u N e i sik o z
代入计算得到
f
spk
= 139.67kPa
3、复合地基承载力验算
由地基梁的计算结果可知，当龙门吊在伸缩缝附近5m范围之内时，地基梁基底
反力比较大，其最大值为435.13 KN/㎡，远远大于复合地基的综合承载力（f
spk
= 139.67 KN/㎡），其余位置地基梁基底反力均小于复合地基的综合承载力。
针对以上分析，在伸缩缝位置5m范围之内应采用打入预制混凝土桩等其他处地基理方式，以满足地基承载力的要求。
4、沉降变形计算
⑴计算基础底面的附加压力
基础底面平均压力如上表计算结果所列，沉降计算采用跨中平均值：P=70.90 kPa 沉降计算深度按"地基规范"式5.3.6及相关要求，计算深度范围从基础底部一直到风化岩层的顶面。
⑵沉降量
竖向承载搅拌桩复合地基的变形包括搅拌桩复合土层平均压缩变形s1与桩端下未加固土层的压缩变形s2。
沉降计算表格表3-3
序号土类型
土层厚压缩模量底层附加应力土层沉降沉降变形
(m) (MPa) （KPa）(㎜) (㎜)
1 填土 1 38.48 70.9 1.84
21.14
2 淤泥9.
3 40.079 70.9 16.45
3 亚粘土 1.7 42.33 70.9 2.85
亚粘土 1.5 4.77 58.138 20.29
69.94
4 粗砂 4 20 22.688 8.08
5 残积土10.8 4.2 9.6424 41.57
6 全风化混
合片麻岩
9.5 -
7 强风化混
合片麻岩
5.8 -
8 弱风化混
合片麻岩
4.9 -
s1=21.14mm
压缩层沉降经验系数按照规范取1.0，则：
. s2=1.0×69.94=69.94mm
⑶最终的沉降变形量
s= s1+s2=91.08mm
5．轨道梁配筋计算
地基梁配筋采用世纪旗云结构设计工具箱选取最大内力截面进行计算，纵向钢筋采用HRB335，箍筋采用HPB235，计算如果如下表：
地基梁配筋表3-4
截面位置M上M下Q 上纵筋
(mm2)
下纵筋
(mm2)
箍筋
(mm2/m)
0.00 0 0 -728.37 0 0 980.6
3.00 -117.52 758.59 480.66 1572790按构造配筋
5.00 -26
6.55 -18.82 -59
7.39 1287157980.6
8.75 -199.20 538.89 195.06 1572001按构造配筋
10.00 -296.53 -23.25 -568.73 1287157按构造配筋
11.75 -169.97 656.29 -473.21 1572397按构造配筋
15.00 -294.52 105.64 660.59 1287157980.6
17.75 -141.21 674.40 391.97 1572465 按构造配筋
20.00 -296.20 24.89 -632.12 1287157980.6
23.50 -180.63 608.76 -228.63 1572215 按构造配筋
25.00 -290.28 -22.05 -533.49 1287157按构造配筋
26.50 -180.63 608.76 228.63 1572215 按构造配筋
30.00 -296.21 24.89 -632.12 1287157980.6
32.25 -141.21 674.40 -391.97 1572465 按构造配筋
35.00 -294.52 105.64 -660.59 1287157980.6
38.25 -169.97 656.29 473.21 157 2397 按构造配筋
40.00 -296.53 -23.25 -568.73 1287 157 按构造配筋
41.25 -199.20 538.89 -195.06 157 2001 按构造配筋
45.00 -266.55 -18.82 -597.39 1287 157 980.6
47.00 -117.52 758.59 -480.66 157 2790 按构造配筋
50.00 0 0 728.37 0 0 980.6
弯起钢筋，因此上缘、下缘配筋分别选取计算得到的纵向最大配筋率，根据上表计算结果，上缘配筋为1287 mm2，下缘为2790 mm2。
箍筋配筋计算得到的数据显示最大配筋率均在支点（剪力最大的位置），因此偏安全考虑，轨道梁全长均按计算得到的最大配筋率进行布置，配筋率为980.6 mm2/m。