龙门吊基础计算书
一、工程概况
广州市轨道交通二、八号线延长线盾构5标盾构始发井场地，根据盾构施工需要安装1台EGC45t-25.5m门式起重机和1台EGC16t-25.5m门式起重机，以供盾构施工时管片、渣土、油脂等器材的垂直运输。45T和16T龙门吊共用同一轨道。
二、龙门吊检算
1、设计依据
①龙门吊使用以及受力要求
②施工场地布置要求
③地铁施工规范
2、设计参数：
①从安全角度出发，按g=10N/kg计算。
② 16吨龙门吊自重：59吨， G1=59×1000×10=590KN；
16吨龙门吊载重：16吨， G2=16×1000×10=160KN；
16吨龙门吊4个轮子每个轮子的最大承重：G3=（590000/2+160000）/2=227.5KN
③ 45吨龙门吊自重：133吨， G4=13.3×1000×10=1330KN；
45吨龙门吊载重：45吨， G5=45×1000×10=450KN；
45吨龙门吊8个轮子每个轮子的最大承重：G6=（1330000/2+450000）/4=278.75KN
④混凝土强度：普通混凝土强度C30，C=2×1000=2000KPa
⑤钢板垫块面积：0.20×0.25=0.05 m2
⑥ 16吨龙门吊边轮间距：L1：7.5m
⑦ 45吨龙门吊边轮间距：L2：8.892m
3、受力分析与强度验算：
只用45吨龙门吊进行受力分析，因为其单个轮子的荷载大于16吨龙门吊的单个轮子荷载，一旦其受力分析和强度验算能够满足，16吨龙门吊的也能满足。
45吨龙门吊受力图如下：
龙门吊受力分析图
3.1、按照规范要求，全部使用16吨龙门吊和45吨龙门吊使用说明推荐的P43大车钢轨。
3.2、根据受力图，两条钢轨完全作用于其下面的混凝土结构上的钢块，钢块镶嵌在混凝土上，故而进行混凝土强度验证：
假设：
（1）整个钢轨及其基础结构完全刚性（安装完成后的钢轨及其结构是不可随便移动的）。
（2）每台龙门吊完全作用在它的边轮间距内（事实上由于整个钢轨极其基础是刚性的，所以单个龙门吊作用的长度应该长于龙门吊边轮间距）。即：龙门吊作用在钢轨上的距离是：L1=7.5m ，L2=8.892m
根据压力压强计算公式：压强=压力/面积，转换得：面积=压力/压强
要使得龙门吊对地基混凝土的压强小于2MPa才能达到安全要求。即最小面积：S1min=4×278.75KN/2000KPa=0.558m2
S2min=2×227.5KN/2000KPa=0.2275m2
拟采用有效面积为0.20×0.20=0.04 m2的钢板垫块，镶嵌于混凝土结构内。
对于16吨龙门吊，0.04×6=0.24 大于0.2275。因此最少需要6个垫块块垫住钢轨才能能满足混凝土强度要求，垫块间距是：7.5÷6=1.25米。应考虑安全系数1.2，故垫块间距应取L=1m。
对于45吨龙门吊来说，0.04×14=0.56大于0.558，最少需要14个垫块块垫住钢轨才能能满足混凝土强度要求，垫块间距是：8.892÷14=0.635米。
从安全角度考虑，取最小值：L=0.635m。考虑到龙门吊荷载不是均布在钢轨上面的，而是从轮子直接作用到钢轨，虽然钢轨已经被作为刚性结构来考虑，但是现实中钢轨并不是完全绝对刚性的。所以，降低钢轨垫块的间距以求安全，且从以前经验看来，取垫块间距L=0.6米。应考虑安全系数1.2，故垫块间距应取L=0.5m。
4、设计结果：
最窄处冠梁外边距离为23.15m，而龙门吊轨道中心间距为25.5m，故龙门吊基础直接座在冠梁上。龙门吊基础采用顶宽0.5m、底宽1.0m、高0.8m的T形C30混凝土基础。沿着钢轨的端头每隔0.6米距离就作预埋厚5mm钢垫板，每个钢垫板焊2根长度为25cm的Φ16钢筋作为锚筋。冠梁上植筋Φ16@1000的方式与基础锚固。具体见下图。
龙门吊基础断面图
三、轨排井龙门吊轨道梁布置方案
3.1、平面位置
龙门吊轨道梁（16吨和45吨龙门吊共用），共2条，纵向布置于线路左右两侧轨排井的冠梁顶上。
轨排井围护桩A28和D9中心连线作为位于线路右侧的轨道梁中轴线平面位置。另一条梁与此平行，跨距25.5m。经现场测量和放线，在A28～D9和A24～B9段，轨道梁和冠梁中心基本保持重合。
纵向位置，从我方材料堆放场地往一局场地延伸，直至覆盖井口全长。
见附图<轨排井龙门吊平面布置图>。
3.2、立面布置
为保证龙门吊轨道顶面与场地地面基本齐平，轨道梁顶面设计标高定为7.11m。
距轨排井南端向石壁站方向的位置开始，设2.5‰下坡，以利排水。变坡点处设R-3000m 的竖曲线。
3.3、轨道梁施工
3.3.1、轨道梁基础
在A28～D9和A24～B9段，以围护桩顶冠梁作为轨道梁基础，在已施工的冠梁顶面打孔预埋钢筋，以利连接；D11～E16和B11～F20段，轨道梁位于冠梁线路方向外侧1.3m处，需要将轨道梁位置地基加固处理，换填100cm石粉，并分层夯实后再施工轨道梁，以防止过量沉降。在两种地梁的接头处应专门处理，避免出现轨面顶部形成错台。
3.3.2、轨道梁结构施工
轨道梁采用钢筋混凝土结构，砼标号C30。两种轨道梁截面尺寸见附图<轨道梁截面图>。
四、龙门吊轨道基础设计计算
4.1龙门吊轨道基础平面布置
龙门吊轨道基础平面布置图
如上图所示，龙门吊轨道基础布置沿轨排井两侧向掘进方向延伸。可分为两段，一段直接埋置在回填土层上，一段设置的轨排井围护结构梁冠上。根据以往的工程经验我们采用倒T型截面形式的条形基础作为龙门吊基础形式。
4.2倒T型条形基础计算
如上图所示，倒T型轨道基础上铆固一条龙门吊行走轨道，结构计算以16T、45T龙门吊为外荷载。45T的龙门吊的最大轮压为335KN，每两个轮为一组。则有：P45=335 kN-------------------------------45T龙门吊最大轮压
P16=320 kN-------------------------------16T龙门吊最大轮压
Q1=43kg/m×9.8N/kg=0.42k----------------------P43型钢轨重
Q2=(1m×0.3m+0.5m×0.5m)×25kN/m3=13.77kN/m----T梁自重荷载
考虑到钢轨的作用，上述数据中的龙门吊轮压荷载P应简化成一段均布荷载作用在倒T型轨道基础上。
16T龙门吊侧立面图
45T龙门吊侧立面图
