徐廣杰

摘 要：結(jié)合工程實(shí)踐介紹了龍門吊走行軌基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和基礎(chǔ)配筋設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：龍門吊；基礎(chǔ)；承載力；配筋

龍門吊即門式起重機(jī)，是龍門起重機(jī)的簡稱，是橋架通過兩側(cè)支腿支承在軌道上的橋架型起重機(jī)。門式起重機(jī)是鐵路貨場(chǎng)、碼頭、工廠、倉庫、機(jī)械或結(jié)構(gòu)的裝配場(chǎng)，是露天物資轉(zhuǎn)運(yùn)作業(yè)的理想設(shè)備，起重量從一至上百噸不等。其基礎(chǔ)可采用類似鐵路線路的軌枕基礎(chǔ)，也可以采用鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)。軌枕基礎(chǔ)因?yàn)橐蠼?jīng)常進(jìn)行補(bǔ)道碴、抬軌等養(yǎng)護(hù)工作，一般較少采用，文章結(jié)合實(shí)例介紹龍門吊鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)設(shè)計(jì)計(jì)算的過程。

1 概述

某鐵路貨場(chǎng)需設(shè)置一臺(tái)龍門吊，根據(jù)設(shè)備廠家提供資料，龍門吊采用“南昌鐵路局南昌機(jī)械廠”生產(chǎn)的40/16噸雙梁箱形門式起重機(jī)，跨度30米，龍門吊左側(cè)走行軌設(shè)于線路中心線左側(cè)21米，右側(cè)走行軌設(shè)于線路中心線右側(cè)9米，懸臂10.5米，大車走行軌軸距8.01米，臺(tái)車輪距1.2米，設(shè)計(jì)最大輪壓43噸。

2 地質(zhì)條件

根據(jù)地質(zhì)鉆探資料，貨場(chǎng)所處地貌類型屬山前沖洪積平原與黃河沖洪積平原過渡地貌單元，在勘察控制深度范圍內(nèi)，揭露地層為第四系地層，地層自上而下分為素填土、粉土、細(xì)砂，粉質(zhì)粘土，現(xiàn)分述如下：

第一層：素填土，褐色，松散-稍密，濕，粘性土含少量磚渣，平均0.73m。

第二層：粉土，黃褐色，密實(shí)，稍濕，土質(zhì)較均勻，局部含粉砂，含云母片，含少量塊狀姜石，局部含姜石較多，粘粒含量較低，無搖震反應(yīng)，無光澤，干強(qiáng)度及韌性較低。地基承載力特征值fk=170kPa，均厚3.41m。

第三層：細(xì)砂，黃褐色-褐色，中密，稍濕，長英質(zhì)，較均勻，局部鈣質(zhì)膠結(jié)，局部為粉砂，地基承載力特征值fk=180kPa，均厚7.22m。

第四層：粉質(zhì)粘土，褐色，硬塑，土質(zhì)較均勻，含少量鐵錳氧化物，含少量細(xì)粒姜石，稍有光滑，無搖震反應(yīng)，干強(qiáng)度及韌性中等，地基承載力特征值fk=180kPa，該層未穿透，最大揭露厚度2.20m。

本次勘察在鉆探控制深度范圍內(nèi)，未揭露到地下水，貨場(chǎng)最大凍結(jié)深度為0.5m，貨場(chǎng)土對(duì)混凝土和鋼筋混凝土中的鋼筋均無腐蝕性。

3 方案比選

根據(jù)地質(zhì)資料，第二層和第三層均可作為持力層，基礎(chǔ)可選用剛性基礎(chǔ)或柔性基礎(chǔ)。剛性基礎(chǔ)受剛性角的限制，為確?；A(chǔ)底面不產(chǎn)生拉應(yīng)力，最大限度地節(jié)約基礎(chǔ)材料，在設(shè)計(jì)中應(yīng)盡力使基礎(chǔ)大放腳與基礎(chǔ)材料的剛性角相一致，構(gòu)造上通過限制剛性基礎(chǔ)寬高比來滿足剛性角的要求，當(dāng)上部荷載較大時(shí)，基礎(chǔ)底面必須加寬，同時(shí)勢(shì)必加大基礎(chǔ)的深度；柔性基礎(chǔ)可在混凝土基礎(chǔ)的底部配以鋼筋，利用鋼筋來承受拉應(yīng)力，使基礎(chǔ)底部能夠承受較大的彎矩，基礎(chǔ)寬度不受剛性角的限制。通過兩方案的比較，采用柔性基礎(chǔ)比剛性基礎(chǔ)可節(jié)省大量的混凝土材料和挖土工程量，比較經(jīng)濟(jì)合理。

4 龍門吊基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

龍門吊鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)可視為多段彈性地基梁，其上作用一組移動(dòng)荷載。當(dāng)上部荷載通過彈性基礎(chǔ)傳給地基時(shí)，地基發(fā)生相應(yīng)變形，產(chǎn)生相應(yīng)地基反力。地基反力確定了，則地基梁的內(nèi)力就不難求得，所以從某種意義上講，彈性地基梁的計(jì)算問題，就是計(jì)算最大地基反力的問題。

鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)每隔16.8m設(shè)一伸縮縫，縫寬20mm，縫內(nèi)填塞瀝青木板，表層填100mm深瀝青麻筋?？紤]到龍門吊在軌道上運(yùn)行，最不利情況是在最大輪壓情況下，且龍門吊一個(gè)輪子運(yùn)行到條形基礎(chǔ)伸縮縫時(shí)，產(chǎn)生的應(yīng)力和應(yīng)變最大。

通過擬定不同基礎(chǔ)底面寬度和基礎(chǔ)高度做了試算比較，在大量試算基礎(chǔ)上，經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，最后采用基礎(chǔ)梁截面如圖。鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)持力層選用第二層粉土層，地基承載力特征值170kPa。

根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》，當(dāng)計(jì)算軟鉤吊車梁及其連接的強(qiáng)度時(shí)，吊車的最大輪壓應(yīng)按工作級(jí)別乘以1.1的動(dòng)力系數(shù)。

①由龍門吊的最大輪壓產(chǎn)生的基礎(chǔ)底應(yīng)力

②由基礎(chǔ)自重和基礎(chǔ)上的土重產(chǎn)生的基礎(chǔ)底應(yīng)力

本工程持力層以下受力層范圍內(nèi)不存在軟土層，所以不需要進(jìn)行軟弱下臥層承載力驗(yàn)算。

5 龍門吊基礎(chǔ)配筋設(shè)計(jì)

鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)選用混凝土的強(qiáng)度等級(jí)為C30，查得fc=14.3MPa，受力鋼筋采用HRB335鋼筋，查得fy=300MPa，混凝土保護(hù)層厚為40mm。

6 其他設(shè)施設(shè)置

鋼筋混凝土承軌梁采用定型圖設(shè)計(jì)，承軌梁上部的細(xì)部尺寸及錨栓預(yù)留孔按照新Ⅱ型混凝土枕的尺寸設(shè)置，基礎(chǔ)兩盡端車檔設(shè)置、基礎(chǔ)梁邊附設(shè)的防臺(tái)風(fēng)錨定設(shè)施及基礎(chǔ)梁的防雷接地設(shè)計(jì)再次不贅述。

參考文獻(xiàn)

[1]GB50007-2011.建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[2]GB50009-2001.建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范[S].

[3]袁聚云.基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)原理[M].上海：同濟(jì)大學(xué)出版社.