中大型塔式起重機(jī)重載軌道基礎(chǔ)

1 問題的提出

行走式塔機(jī)上部載荷通過底架支點(diǎn)將力傳遞給軌道基礎(chǔ)，通常情況下，工作工況為四支點(diǎn)受力，非工作工況為三支點(diǎn)受力。中小型塔機(jī)單輪壓力不大時(shí)，常采用火車鋼軌木枕加道渣的方法：中大型塔機(jī)單輪壓力大于400kN 時(shí)，受地基承載能力和木枕抗力的限制，常規(guī)方法就不能使用。中大型塔機(jī)通常地基承載能力要求大于0.2MPa(20t/m2)，而現(xiàn)場條件很難達(dá)到。中聯(lián)重科開發(fā)2m 大塔身的高塔，甚至開發(fā)TC7030 以上的大塔，就必須攻克這道難關(guān)。

2  解決思路

筆者反復(fù)查閱國內(nèi)外相關(guān)資料，并經(jīng)反復(fù)計(jì)算論證，發(fā)現(xiàn)解決這個(gè)問題的總思路是：集中輪壓通過鋼軌下的構(gòu)筑物擴(kuò)散開，減小壓強(qiáng)，降低對地耐力的要求。

對于一般土質(zhì)地基, (地耐力約0.15MPa)，可采用加強(qiáng)鋼軌下構(gòu)筑物剛度的措施(或采用加強(qiáng)鋼梁，或采用T 形鋼筋混凝土條形基礎(chǔ))，降低對地耐力的要求；對于軟弱地基，可采用鋼筋混凝土連續(xù)梁樁基礎(chǔ)。

3  兩種方案

鋼筋混凝土連續(xù)梁樁基礎(chǔ)不在本文論述，下面僅就一般土質(zhì)地基，介紹重載軌道的鋼梁基礎(chǔ)和T 形鋼筋混凝土基礎(chǔ)。

3.1  鋼梁軌道基礎(chǔ)(如圖1)

 單輪壓力通過鋼軌和鋼梁組合體將集中力分散在一定的長度方向上，降低對地耐力的要求，另外擴(kuò)大鋼梁下翼板與木枕接觸面，又解決木枕抗力不足的缺陷。目前中聯(lián)重科生產(chǎn)的行走塔機(jī)軌距* 輪距有5m*5m,6m*6m 兩種，單支點(diǎn)都為雙輪構(gòu)造，筆者曾對TC5023(5m*5m)\TC6020(6m*6m)軌道基礎(chǔ)作鋼梁加強(qiáng)后按多跨彈性支撐梁進(jìn)行受力分析(見圖2)，發(fā)現(xiàn)鋼梁剛度越大，力擴(kuò)散得越遠(yuǎn)。由此可設(shè)計(jì)不同剛度的鋼梁以適應(yīng)不同承載能力的地基。

株洲電廠工地TC6020 塔機(jī)受現(xiàn)場條件限制，只能設(shè)置5.2m 寬的軌道，地耐力為0.15MPa 。我們采用以上方法，經(jīng)計(jì)算可利用株洲電廠已有鋼梁(其斷面見圖3)，成功解決了TC6020 常規(guī)設(shè)計(jì)中要求地耐力0.2MPa ，而5.2m 非標(biāo)TC6020 軌道基礎(chǔ)要求的地耐力要求0.23 MPa，經(jīng)使用證明計(jì)算正確。

3.2  T 型鋼筋混凝土條形軌道基礎(chǔ)(如圖4)

在國外相關(guān)資料中，當(dāng)輪壓(單)>450kN 時(shí)常用鋼筋混凝土基礎(chǔ)，這也是因?yàn)閱屋唹毫^大。中聯(lián)重科大塔身TC6020A 與TC5023A 單輪壓力500kN ，我們采用圖五的構(gòu)造，C30 鋼筋混凝土條形梁基礎(chǔ)，使地耐力降至0.18MPa 。地耐力更小時(shí)可調(diào)整C D E D .尺寸，至于調(diào)整和配筋的方法按房屋基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中的柱下連續(xù)梁設(shè)計(jì)要求確定之。

4 結(jié)束語

以上兩種基礎(chǔ)便于施工，便于計(jì)算，適用于不同地耐力的基礎(chǔ)。目前這種基礎(chǔ)在國外大噸位塔機(jī)中已得到廣泛應(yīng)用，中聯(lián)重科等幾大塔機(jī)生產(chǎn)商也開始使用。軌道基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)要根據(jù)實(shí)際條件，綜合考慮軌、枕受力及基礎(chǔ)地耐力，選定一種既經(jīng)濟(jì)又方便的形式。

鋼梁基礎(chǔ)投資大，但方便拆卸和運(yùn)輸，能在不同工地反復(fù)使用，適合于工期短的工程；鋼筋混凝土基礎(chǔ)投資少，但不方便拆卸和運(yùn)輸，適用于永久性工程。中聯(lián)重科重載塔機(jī)一般這兩種軌道基礎(chǔ)設(shè)計(jì)都提供，由用戶選擇。從目前已使用的幾臺重載行走塔機(jī)看效果不錯(cuò)，用戶反應(yīng)施工方便，成本較低。