XXXXXXXXXXXX项目
预制梁场轨道梁地基基础
设计计算书
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2022年XX月
目录
1.工程概况 (2)
1.1预制梁场简介 (2)
1.2场地地层条件 (2)
2.计算依据 (3)
3.门式起重机 (3)
3.1.预制场龙门吊配置 (3)
3.2.龙门吊基础 (3)
4.龙门吊基础承载力验算 (4)
4.1.计算参数 (4)
4.2验算过程 (5)
5.地基变形验算 (8)
5.1最不利工况 (8)
5.2验算过程 (8)
6.结论与建议 (10)
1.工程概况
1.1预制梁场简介
图1 预制梁场布置图
1.2场地地层条件
由《XXXX工程地质勘察报告》可知南岸梁场附近的K871+716.5处基底为素填土，基底承载力标准值为260kPa。
基底以下各土层分布及参数见下表：
由《XXXX工程地质勘察报告》可知北岸梁场附近的K870+489处基底为粉土，基底承载力标准值为240KPa。
基底以下各土层分布及参数见下表：
2.计算依据
（1）《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）
（2）《建筑结构荷载规范》（GB50007-2012）
（3）《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG 3363-2019）
（4）《80t龙门吊安装、拆除专项施工方案》
3.门式起重机
3.1.预制场龙门吊配置
为满足本项目预制梁板需要，预制梁场采用2台80T龙门吊、1台10T龙门吊，2台80T龙门吊负责预制梁的吊装及移动，最大起重重量为160T（35米箱梁最重边跨边梁重量为122.36t），龙门吊跨径35m，提升高度9m。
1台10T龙门吊负责模板的吊装、混凝土浇筑（最大吊重量为5吨），龙门吊跨径35m，最大提升高度9m。
3.2.龙门吊基础
预制场轨道设置两条，80T门吊轨道基础长度约为350米。
南岸预制场轨道：破除老路沥青，直接在水稳面层上浇筑60cm×60cm单层条形基础；北岸预制场轨道坐落在已经施工完成的路床灰土面层上，基础截面尺寸采用40cm×60cm和40cm×110cm双层条形扩大基础。
图2 80T门吊轨道基础示意图（南岸）图3 80T门吊轨道基础示意图（北岸）轨道基础上预埋Φ16@1000mm螺栓及钢垫板用以固定钢轨，采用钢筋混凝土浇筑，基础面纵向每间隔10m埋设直径10cm的PVC 管，作为梁场内侧向外排水及穿线孔。
每隔50m设置一道伸缩缝。
另外在门吊远离主通道的一端设置统一的配电箱和纵向排水沟和电缆槽，排水沟按照0.5%坡度设置。
4.龙门吊基础承载力验算
4.1.计算参数
梁场龙门吊属于室外作业环境，当风力较大或降雨时应停止施工。
80T龙门吊自重取30t；
最大起吊荷载：实际最大梁重为35m边梁122.36t，取140t；
吊车最不利位置：吊车距支腿最近距离为4m；
吊车单侧支腿由两个车轮支撑，车轮间距为7.9m；吊车跨径为35m。
图4 龙门吊示意图
图5 龙门吊支腿及轮距
4.2验算过程
起重最重梁板时单个天车所受的集中力为P ，龙门吊自重均布荷载为q 。
P 和q 的计算值如下：
kN G P 70021014021=⨯== m kN L G q /57.835
10
302
=⨯==
龙门吊支腿合力设为N 1，N 2。
最不利工况下支腿合力的计算简图如图6所示：
图6 龙门吊受力示意图
由弯矩平衡可求得支腿合力
()kN N 770353557.821
4357002
1=⨯⨯+-⨯= kN N 23035
3557.821
47002
2=⨯⨯+⨯= 即作用于龙门吊两侧车轮底荷载标准值分别：
kN N F k 3852770
211=== kN N F k 1152
230
22
2===
预制梁场布置场地地层条件较好，南岸轨道地基梁布置于56cm 水稳层+80cm 灰土层上，灰土层下为约2m 厚压实填土路基，地基梁采用60cm ×60cm 单层条形基础；北岸轨道地基梁布置位于80cm 灰土层上，灰土层下为约2m 厚填土路基，地基梁采用40cm ×60cm 和40cm ×110cm 双层条形扩大基础。
地基梁相对于持力层均为柔性基础。
因此，在吊车车轮间距为7.9m 的情况下，轮下基础按独立基础验算。
轮下荷载在地层中的应力扩散如下图所示：
图7南岸轮下荷载应力扩散图（纵向） 图8南岸轮下荷载应力扩散图（横向）
图9北岸轮下荷载应力扩散图（纵向）图10北岸轮下荷载应力扩散图（横向）
南岸基础：
基底压力：()kPa p k 4279.03856.023.06.0385==⨯+⨯=
地基梁铺设在水稳层上，水稳层承载力远大于427kPa ，满足要求；
下卧层层顶压力：
()kPa p p zc z 22.7892.293.4892
.2931.341.23858.056.0225.1136.125.15.1136.126.09
.0427=+=+⨯=+⨯+⎪
⎭⎫ ⎝
⎛⨯⨯+⎪⎭⎫ ⎝⎛
⨯⨯+⨯=
+
下卧层为地基填土，承载力也远大于78kPa ，满足要求； 北岸基础：
基底压力：()kPa p k 2.18409.23858.023.01.1385==⨯+⨯=
地基梁铺设在灰土层上，灰土层承载力远大于184kPa ，满足要求；
下卧层层顶压力：
()kPa p p zc z 58.6592.2966.3592
.2971.391.23858.056.0225.1136.129.15.1136.121.109
.22.184=+=+⨯=+⨯+⎪
⎭⎫ ⎝⎛⨯⨯+⎪⎭⎫ ⎝
⎛
⨯⨯+⨯=
+
下卧层为地基填土，承载力也远大于65kPa ，满足要求；
5.地基变形验算
5.1最不利工况
本节中的地基变形验算旨在验算龙门吊的整体倾斜是否满足规范要求。
即需分别计算龙门吊两边基础的沉降以判断两边的沉降差与跨度的比值是否符合要求。
本验算最不利工况为：在起吊最重梁板（35m 箱梁，按140t 计），起重机距一侧最近距离为4m 。
此时两侧支撑反力相差最大，沉降差最大。
5.2验算过程
南岸轨道地基梁下土层为56cm 水稳层+80cm 灰土层+200cm 压实填土路基层+原土层，沉降计算忽略水稳层、灰土层和路基层变形，仅计算原土层变形；北岸轨道地基梁下土层为80cm 灰土层+200cm 压实填土路基层+原土层，沉降计算忽略灰土层和路基层变形，仅计
算原土层变形。
由上一节可知： 灰土层层底附加压力为
最大一侧P z0=48.3kPa ，最小一侧：P z0=14.4kPa 应力扩散面积为2.41x3.31。
沉降计算深度预取灰土层下4m ；
l/b=3.31/2.41=1.37,z/2=4x2/2.41=3.32,查《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）附录K 有，基础中心附加应力系数α=0.05x4=0.2
灰土层下4m 处的附加应力P z =48.3x0.2=9.66kPa 灰土层下4m 处的自重应力P zc =22x(0.56+0.8)+19x2+18x2 =103.92kPa;
可知：0.1P zc >P z ,土层沉降计算深度可取灰土层下4m 。
查《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）表5.3.5沉降计算经验系数Ψs=0.85
使用分层总和法计算：
mm s 36.4)33
.6519
.064.5137.0(
3.4885.0=+⨯⨯=
10 mm s 30.1)33
.6519.064.5137.0(4.1485.0=+⨯⨯= 龙门吊两侧的沉降差为：
mm s 06.330.136.4=-=∆
龙门吊的整体倾斜：
003.0000087.035000/06.3<==∆l
s ，满足规范要求。
北岸灰土层层底附加压力为：
最大一侧P z0=35.66kPa ，最小一侧：P z0=10.65kPa 应力扩散面积为2.91x3.71，附加应力小于南岸，扩散面积大于南岸，因此沉降满足要求，计算过程同南岸，计算过程省略。
6.结论与建议
通过验算，预制梁场的地基承载力和变形均满足规范要求。
南岸和北岸地基梁分别落在水稳层和灰土层之上，地基处理时应将表层杂土清除，并压实整平。
