CN115636353A - 一种曲线段基坑支护结构上架设门机吊的安装方法 - Google Patents

一种曲线段基坑支护结构上架设门机吊的安装方法 Download PDF

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张立光
袁耀东
綦峰
张强
许玉磊
贺涛
宋健
李昆朋
田鑫鸿
唐瑜
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Abstract

一种曲线段基坑支护结构上架设门机吊的安装方法，其步骤为：S1.门机基础施工；S2.曲线段门机设计；S3.门机安装；S4.门机安装完成后进行门机试车及调试。本发明利用支护结构作为门机基础，在支护结构上设置门机，保证支护结构稳定性，解决了小空间内多台设备同时作业的问题，提高了施工效率，门机设置两套行走体系，解决曲线段门机行走的问题，同时解决曲线段与直线段衔接行走问题。

Description

一种曲线段基坑支护结构上架设门机吊的安装方法
技术领域
本发明涉及深坑支护技术领域，尤其涉及一种曲线段基坑支护结构上架设门机吊的安装方法。
背景技术
目前市政工程深基坑施工时，工程基本处于市中心，受交通压力的影响，工程规划红线范围较小，施工存在如下问题：因工程规划红线范围较小，作业面小，大型设备无法占位，支护结构附近及上方增加荷载，将对支护结构产生水平荷载，影响支护结构受力，曲线基坑处的门机基础对门机行走有较大影响。
发明内容
本发明为解决上述问题提供了一种曲线段基坑支护结构上架设门机吊的安装方法。
本发明所采取的技术方案：
一种曲线段基坑支护结构上架设门机吊的安装方法，其步骤为：
S1.门机基础施工：
根据支护结构的受力情况，以及门机的自重加吊重，进行受力计算，门机基础设置在支护结构顶部冠梁上；
轨道梁直接坐落在支护结构的冠梁上，曲线段门机基础施工前，进行曲率半径的计算，确定门机轨道的曲率半径，并进行放线，钢筋绑扎预埋，然后进行轨道梁混凝土的施工；
S2.曲线段门机设计：根据曲线基坑的曲率半径，进行门机的设置，曲线段门机设置两套行走体系，一套适用于曲线段门机行走，另一套适用于直线段门机行走，以适应曲线段与直线段之间进行切换；
S3.门机安装：门机基础施工完成后，进行门机基础的复测，保证曲线段的曲率半径，以及直线段的门机跨距，然后进行轨道梁的安装，轨道梁安装完成后，进行门机的安装；
S4.门机安装完成后进行门机试车及调试。
所述的S1步骤中将门机基础设置在支护结构顶部冠梁的中心偏外侧30cm，可抵消门机作业及静止时产生的最大水平荷载。
所述的S1步骤中在冠梁施工时，将轨道梁钢筋预埋至冠梁内部。
所述的S2步骤中两套行走体系分别是在外弧段的大轮子与内弧段的常规轮子相结合的行走体系和外弧段与内弧段均采用常规轮子的行走体系。
所述的S2步骤中在外弧段的大轮子与内弧段的常规轮子相结合的行走体系适用于曲线段门机的行走。
所述的外弧段与内弧段均采用常规轮子的行走体系适用于直线段门机的行走。
本发明的有益效果：本发明利用支护结构作为门机基础，在支护结构上设置门机，保证支护结构稳定性，解决了小空间内多台设备同时作业的问题，提高了施工效率，门机设置两套行走体系，解决曲线段门机行走的问题，同时解决曲线段与直线段衔接行走问题。
附图说明
图1为本发明的支护结构断面图。
图2为本发明的门机断面图。
图3为本发明的门机外弧段侧结构示意图。
图4为本发明的门机支立断面图。
图5为本发明的曲线段门机平面图。
图6为图3的A处局部放大示意图。
其中：1-支护结构；2-门机；3-冠梁；4-轨道梁；5-常规轮子；6-大轮子。
具体实施方式
一种曲线段基坑支护结构上架设门机吊的安装方法，其步骤为：
S1.门机基础施工：
根据支护结构1的受力情况，以及门机2的自重加吊重，进行受力计算，门机基础设置在支护结构1顶部冠梁3的中心偏外侧30cm，可抵消门机2作业及静止时产生的最大水平荷载；
轨道梁4直接坐落在支护结构1的冠梁3上，在冠梁3施工时，将轨道梁4钢筋预埋至冠梁3内部，曲线段门机基础施工前，进行曲率半径的计算，确定门机2的曲率半径，并进行放线，钢筋绑扎预埋，然后进行轨道梁4混凝土的施工；
S2.曲线段门机设计：根据曲线基坑的曲率半径，进行门机2的设置，曲线段门机2设置两套行走体系，分别是在外弧段的大轮子6与内弧段的常规轮子5相结合的行走体系适用于曲线段门机行走，另一套是外弧段与内弧段均采用常规轮子5的行走体系适用于直线段门机行走，两套行走体系适应曲线段与直线段之间进行切换；
S3.门机安装：门机基础施工完成后，进行门机基础的复测，保证曲线段的曲率半径，以及直线段的门机2跨距，然后进行轨道梁4的安装，轨道梁4安装完成后，进行门机2的安装；
S4.门机安装完成后进行门机试车及调试。
实施例1
具体以图5为例，曲线基坑的平面尺寸：基坑内弧曲率半径为300m，基坑内弧弧长310m，基坑外弧与内弧间的跨距为24m，根据工程平面图等比例放样，得出门机曲线段在内弧行走1m距离时，外弧需行走1.08m。
一种曲线段基坑支护结构上架设门机吊的安装方法，其步骤为：
S1. 门机基础施工：为能满足门机2在曲线段上进行行走，本工程门机2轨道的曲线段内弧曲率半径为与基坑内弧曲率半径相同为300m，门机2轨道的外弧曲率半径为内弧曲率半径与门机2跨度之和，门机2跨度与基坑内外弧跨距相同为24m，轨道梁4长度与基坑内弧弧长相同为310m，根据支护结构1的受力情况，以及自重加吊重，其中门机吊重选用为100KN，门机2自重194KN，根据《地基与基础设计规范》对支护结构1进行受力计算：
Figure 496088DEST_PATH_IMAGE001
λ—轨道梁的揉度特征值；
k—基床系数，取
Figure 842756DEST_PATH_IMAGE002
；b—轨道梁矩形截面的宽度，b=400mm；
E—C35混凝土，
Figure 68332DEST_PATH_IMAGE003
I—轨道梁的惯性矩，
Figure 830752DEST_PATH_IMAGE004
，其中，h—轨道梁的高度，h=500mm；
Figure 74651DEST_PATH_IMAGE005
；
Figure 841488DEST_PATH_IMAGE006
轨道梁的长度L=310m，
Figure 741311DEST_PATH_IMAGE007
，该梁为无限长梁。
对于无限长梁：
弯矩：
Figure 369738DEST_PATH_IMAGE008
剪力：
Figure 218877DEST_PATH_IMAGE009
，其中DX取1；
地基承载力：
Figure 907347DEST_PATH_IMAGE010
根据公式可知，当λX=0时，M、V、P均取得最大值，P0为门机吊重与门机自重和，P0=100+194=294KN；即有：
最大弯矩：M=294/（4×0.418）=175.8KN.m
最大剪力：V=294/2=147KN
最大地基承载力：P=294*0.418/（2×0.4）=153.62Kpa
轨道梁4计算
Figure 294466DEST_PATH_IMAGE011
配筋计算
根据《混凝土结构设计规范》，混凝土保护层厚度取30mm，采用C35混凝土。
截面的抗拒系数
Figure 710273DEST_PATH_IMAGE012
其中：
M—轨道梁的弯矩，M=175.8KN.m；
Figure 866447DEST_PATH_IMAGE013
—混凝土弯曲抗压强度设计值，
Figure 725819DEST_PATH_IMAGE014
；
h0—截面有效高度，
Figure 147704DEST_PATH_IMAGE015
；
b—轨道梁矩形截面的宽度，b=400mm；
as =175.8×106/（16.7×5002×400）=0.11；
相对界限受压区高度：
Figure 383513DEST_PATH_IMAGE016
，满足设计要求。
根据《混凝土结构设计规范》得混凝土受压构件最小配筋率为0.6%。
实际配筋率：
Figure 394195DEST_PATH_IMAGE017
—轨道梁所有纵向受力钢筋截面面积和；钢筋直径 18mm，共6根钢筋，
Figure 673735DEST_PATH_IMAGE018
；
P =1526.04/（400×500）=0.76%> 0.6%，满足最小配筋率设计要求。
Figure 769867DEST_PATH_IMAGE019
截面验算
抗弯承载能力计算
受压区高度
Figure 278209DEST_PATH_IMAGE020
；
根据《混凝土结构设计规范》中正截面受压承载力
Figure 222025DEST_PATH_IMAGE021
计算公式得
Figure 423200DEST_PATH_IMAGE022
其中:
Figure 6628DEST_PATH_IMAGE023
—系数，按规范6.2.6条规定，取1.0；
Figure 562068DEST_PATH_IMAGE024
—混凝土轴心抗压强度设计值，按《混凝土结构设计规范》4.1.4-1采用16.7 N/ mm；
Figure 547342DEST_PATH_IMAGE025
—钢筋抗拉强度设计值，经查表得HRB400的钢筋抗拉强度为300N/mm2；
Figure 919418DEST_PATH_IMAGE026
—全部纵向普通钢筋的截面面积，
Figure 803191DEST_PATH_IMAGE027
；
Figure 856598DEST_PATH_IMAGE028
—钢筋至受拉边缘的距离，
Figure 758695DEST_PATH_IMAGE029
；
Figure 550939DEST_PATH_IMAGE030
Figure 843380DEST_PATH_IMAGE031
。
经计算，满足设计要求。
Figure 762794DEST_PATH_IMAGE032
抗剪计算
根据《混凝土结构设计规范》中混凝土抗剪公式计算得：
Figure 270130DEST_PATH_IMAGE033
其中：
Figure 984008DEST_PATH_IMAGE034
—基础梁抗剪承载力；
Figure 29325DEST_PATH_IMAGE035
—混凝土轴心抗拉强度设计值，
Figure 736119DEST_PATH_IMAGE036
；
Figure 347228DEST_PATH_IMAGE037
—箍筋抗拉强度设计值，
Figure 435270DEST_PATH_IMAGE038
；
Figure 515353DEST_PATH_IMAGE039
—配置的同一截面各肢箍筋的全部截面面积，箍筋直径18mm，20根箍筋，
Figure 510991DEST_PATH_IMAGE040
；
s—沿构件长度方向的箍筋间距，s=300mm；
Figure 491454DEST_PATH_IMAGE041
Figure 750397DEST_PATH_IMAGE042
,经计算，满足设计要求。
经验算基坑支护结构1各项受力均满足门机2使用受力要求；
根据门机2受力计算，进行曲线段门机基础的设计，根据设备性能参数，门吊最大水平力为0.1倍的自重，龙门吊自重取较大值计算23.5t，最大吊重量10t，龙门吊自重
Figure 301464DEST_PATH_IMAGE043
，门吊最大水平力为
Figure 117104DEST_PATH_IMAGE044
。为抵消水平力的作用在设置轨道梁4时，向冠梁3中心偏外侧进行偏位设置。按最不利进行计算，门吊整体受力在一个轮压侧，在轨道梁基础上进行抵消反力，需提供反力不小于23.5KN即可满足要求，基础向冠梁3中心偏外设置x m可提供反力为：
Figure 640490DEST_PATH_IMAGE045
，则
Figure 867072DEST_PATH_IMAGE046
，其中153.62Kpa为上述计算得到的最大地基承载力，0.6m为门机停止时单侧轮压影响最小范围，取x为
Figure 426141DEST_PATH_IMAGE047
时，
Figure 29160DEST_PATH_IMAGE048
，可抵消门机水平力，即门机基础设置在支护结构1顶部冠梁3的中心偏外侧30cm，并进行放线，钢筋绑扎预埋，然后进行轨道梁4混凝土的施工；
S2.曲线段门机设计：根据门机轨道曲率半径进行门机的加工制作，在曲线段内弧行走1m距离时，外弧需行走1.08m，为保证门机2在曲线段正常行走，门机行走系统设置大轮子6与常规轮子5，其中大轮子6和常规轮子5双控系统仅在门机2外圆弧段上进行设置，门机内圆弧段上设置均为常规轮子5，利用大轮子6和常规轮子5行走轨迹不同调节门机曲线的行走长度。
门机行走系统设置大轮子6和常规轮子5，其中常规轮子5选用直径10cm轮子，大轮子6与常规轮子5的行走时角速度相同，当曲线段内弧行走1m时，外弧行走1.08m，内弧采用常规轮子5行走，外弧采用大轮子6行走，根据弧长公式l=nπr，则大轮子6制作成直径为10.8cm的轮子，确定门机选型；
S3.门机安装：门机基础施工完成后，进行门机基础的复测，保证曲线段的曲率半径，以及直线段的门机2跨距，然后进行轨道梁4的安装，完成后进行门机2的安装。
S4. 门机2安装完成后进行门机试车及调试。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (6)

1.一种曲线段基坑支护结构上架设门机吊的安装方法，其特征在于，其步骤为：
S1.门机基础施工：
根据支护结构（1）的受力情况，以及门机（2）的自重加吊重，进行受力计算，门机基础设置在支护结构（1）顶部冠梁（3）上；
轨道梁（4）直接坐落在支护结构（1）的冠梁（3）上，曲线段门机基础施工前，进行曲率半径的计算，确定门机（2）轨道的曲率半径，并进行放线，钢筋绑扎预埋，然后进行轨道梁（4）混凝土的施工；
S2.曲线段门机设计：根据曲线基坑的曲率半径，进行门机（2）的设置，曲线段门机（2）设置两套行走体系，一套适用于曲线段门机行走，另一套适用于直线段门机行走，以及适应曲线段与直线段之间进行切换；
S3.门机安装：门机基础施工完成后，进行门机基础的复测，保证曲线段的曲率半径，以及直线段的门机（2）跨距，然后进行轨道梁（4）的安装，轨道梁（4）安装完成后，进行门机（2）的安装；
S4. 试车及调试：门机安装完成后进行门机试车及调试。
2.根据权利要求1所述的曲线段基坑支护结构上架设门机吊的安装方法，其特征在于，所述的S1步骤中将门机基础设置在支护结构（1）顶部冠梁（3）的中心偏外侧30cm，可抵消门机（2）作业及静止时产生的最大水平荷载。
3.根据权利要求2所述的曲线段基坑支护结构上架设门机吊的安装方法，其特征在于，所述的S1步骤中在冠梁（3）施工时，将轨道梁（4）钢筋预埋至冠梁（3）内部。
4.根据权利要求1所述的曲线段基坑支护结构上架设门机吊的安装方法，其特征在于，所述的S2步骤中两套行走体系分别是在外弧段的大轮子（6）与内弧段的常规轮子（5）相结合的行走体系和外弧段与内弧段均采用常规轮子（5）的行走体系。
5.根据权利要求4所述的曲线段基坑支护结构上架设门机吊的安装方法，其特征在于，所述的S2步骤中在外弧段的大轮子（6）与内弧段的常规轮子（5）相结合的行走体系适用于曲线段门机的行走。
6.根据权利要求4所述的曲线段基坑支护结构上架设门机吊的安装方法，其特征在于，所述的外弧段与内弧段均采用常规轮子（5）的行走体系适用于直线段门机的行走。
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