淺談1550鑄軋機基礎(chǔ)的設(shè)計要點

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　　一 、引言

　　1550改建項目是2006年華北鋁業(yè)有限公司重點項目，該工程得到了公司各級領(lǐng)導(dǎo)的重視,為了能節(jié)省資金和節(jié)省時間,盡快的投產(chǎn)，將新引進的1550鑄軋機置于原服務(wù)公司廠房內(nèi)。這樣節(jié)省了大量工程費用,也節(jié)省了新建廠房的時間，但改造工程是相當麻煩的，如何保質(zhì)保速度的完成這個工程項目就成為設(shè)計施工各方最大的難題；設(shè)備如何盡快的在生產(chǎn)車間內(nèi)就位，保證工程正常投產(chǎn)成了首要解決的問題。在這樣的條件下，投入1550鑄軋機基礎(chǔ)設(shè)計。

　　二 、1550鑄軋機基礎(chǔ)的特點

　　（1）剖面形式復(fù)雜

　　1550鑄軋機基礎(chǔ)標高差別大，起伏錯落，并且設(shè)備荷載分布不均勻，導(dǎo)致基礎(chǔ)整體受力復(fù)雜，剖面形式相對較多，只能通過多個剖面來反映基礎(chǔ)的細部尺寸。

　?。?）螺栓孔多，且不統(tǒng)一

　　1550鑄軋機是一種精密的設(shè)備，這就要求設(shè)備有很好的固定和牢固的設(shè)備基礎(chǔ)，順利的把荷載傳到地基上。地腳螺栓就是聯(lián)系設(shè)備和基礎(chǔ)的紐帶，1550鑄軋機基礎(chǔ)的預(yù)留螺栓孔有101個，直徑100mm的有56個，直徑150mm的有17個，直徑160mm的有6個，直徑200mm的有22個，并且標高 長度各不相同，導(dǎo)致設(shè)計難度增加。

　?。?）埋件多，易漏項

　　1550鑄軋機所有電纜溝 液壓溝側(cè)壁均設(shè)有間距1200mm埋件，所有溝轉(zhuǎn)角處設(shè)置鋼地溝梁，還有按工藝要求必須留設(shè)的埋件近40個之多，由于這些埋件所起的作用不同，以至于大小不同，錨筋數(shù)量不等，錨筋長短不一，這些都要根據(jù)所承受的拉力，壓力或剪力計算求得，增加了基礎(chǔ)設(shè)計的復(fù)雜性。

　　三 、1550鑄軋機基礎(chǔ)設(shè)計技術(shù)要求

　　1550鑄軋機基礎(chǔ)設(shè)計，應(yīng)保證基礎(chǔ)有較強的穩(wěn)定性和抗變形能力。根據(jù)涿神公司提供的資料，1550鑄軋機基礎(chǔ)技術(shù)要求：

　　⑴ 主機單輥最大軋制力矩為20Tm

　　⑵ 卷取最大張力矩為10Tm

　?、?移動荷載：換輥軌道處20T

　?、?運卷車軌道處10T

　　四 、1550鑄軋機基礎(chǔ)設(shè)計的難點及解決方案

　?。?）收集技術(shù)資料，了解地質(zhì)情況，充分做好設(shè)計前期工作

　　1550鑄軋機基礎(chǔ)設(shè)計前期,涿神公司提供了機器的相關(guān)資料（土建條件圖）,這些資料主要有：與機器有關(guān)的技術(shù)性能（名稱,型號,傳動方式,功率及荷載情況）；機器底座外輪廓圖和基礎(chǔ)中按要求設(shè)置的坑,洞,溝,地腳螺栓的位置。

　　設(shè)計前對基礎(chǔ)的地質(zhì)情況進行細致的分析，取得正確的地質(zhì)資料，采用合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計以保證基礎(chǔ)的穩(wěn)定性，從而達到安全運行的目的。

　?。?）確定基礎(chǔ)的埋置深度及尺寸。

　　<1>確定埋置深度

　　在滿足工藝要求前提下,根據(jù)廠房基礎(chǔ)及管溝埋深, 螺栓孔的深度, 同時考慮節(jié)省工程費用, 1550鑄軋機基礎(chǔ)埋置深度是隨要求不斷變化的。兩個不同標高的土層的銜接是通過放坡實現(xiàn)的。應(yīng)值得注意的是在橫剖與縱剖的交叉位置處出現(xiàn)放坡不容易處理，因為剖到的是放坡上的某一標高，不能充分反映基礎(chǔ)的剖面形式，在剖面的處理上應(yīng)盡可能錯開放坡位置。

　　<2>確定基礎(chǔ)尺寸

　　根據(jù)1550鑄軋機基礎(chǔ)整體性強的特點，將基礎(chǔ)設(shè)計成實體式基礎(chǔ)形式，考慮減輕基礎(chǔ)自重和節(jié)省建筑材料，基礎(chǔ)的外形尺寸根據(jù)涿神公司提供的土建條件圖加以確定,同時滿足基礎(chǔ)整體剛度方面的構(gòu)造要求及所謂“對心”要求（即要求機器基礎(chǔ)總重心與基底中心盡可能在一豎直線上）；同時滿足安裝,調(diào)整和維修時所需的尺寸。確定基礎(chǔ)的外形尺寸為： 16240 mm, 12540 mm, 17570 mm, 12540mm.

　　（3）校核地基承載力

　　由于地基土在動荷作用下抗剪強度有所降低,并出現(xiàn)附加沉降,因而地基承載力設(shè)計值應(yīng)予以折減。這樣, 1550鑄軋機基礎(chǔ)設(shè)計要滿足：

　　P≤af

　　p-基礎(chǔ)底面處的平均靜壓力設(shè)計值, kpa；

　　f-按<<建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范>>所確定的地基承載力設(shè)計值, kpa；

　　a-動力折減系數(shù)。振動加速度較小的機器基礎(chǔ),一般可取a=1.0.

　　（4）進行配筋計算

　　<1>基礎(chǔ)配筋及選用混凝土

　　1. 為避免設(shè)備基礎(chǔ)的不均勻沉降，按照<<動力機器基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范>>中10.0.7.1規(guī)定“長度大于6m小于11m的基礎(chǔ)頂，底面；基礎(chǔ)內(nèi)坑，槽，洞口的邊緣或基礎(chǔ)斷面變化懸殊部位；支承點較少，集中力較大的部位基礎(chǔ)受力不均勻或局部受沖擊力的部位；宜配置直徑8~14mm，間距150~250mm的鋼筋網(wǎng)。 ”對1550鑄軋機基礎(chǔ)頂板和底板結(jié)構(gòu)進行加強。在基礎(chǔ)中均配雙層雙向鋼筋，以加強基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的整體性、穩(wěn)定性和抗變形能力，保證設(shè)備基礎(chǔ)不失穩(wěn)，同時也防止偏心荷載引起設(shè)備基礎(chǔ)不均勻沉降。

　　2. 鋼筋的錨固與鋼筋的連接是設(shè)計中要重點考慮的，根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50010-2002中規(guī)定，當計算中充分利用鋼筋的抗拉強度時，受拉鋼筋的錨固長度應(yīng)按規(guī)定公式進行計算：對于普通鋼筋 Lα=αfy/ft d

　　Lα——受拉鋼筋的錨固長度；

　　fy——普通鋼筋的抗拉強度設(shè)計值；

　　ft——混凝土軸心抗拉強度設(shè)計值；

　　d——鋼筋的公稱直徑；

　　α——鋼筋外形系數(shù)。

　　縱向受拉鋼筋綁扎搭接接頭的搭接長度應(yīng)根據(jù)位于同一連接區(qū)段內(nèi)的鋼筋搭接接頭面積百分率按下列公式計算：

　　L l=§la

　　L l——縱向受拉鋼筋的搭接長度；

　　la——縱向受拉鋼筋的錨固長度；

　　§——縱向受拉鋼筋搭接長度修正系數(shù)；

　　在任何情況下，縱向受拉鋼筋綁扎搭接接頭的搭接長度均不應(yīng)小于300mm.

　　3. 根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50010-2002關(guān)于結(jié)構(gòu)混凝土耐久性的基本要求“環(huán)境類別為一級（室內(nèi)正常環(huán)境下），基礎(chǔ)的最低混凝土強度等級取C20，考慮施工工期緊張，時間相對縮短，要求近早提高混凝土強度，在澆注混凝土時加入早強劑，提高了基礎(chǔ)混凝土標號采用C25，二次灌漿層采用C30細石混凝土。

　　<2>地腳螺栓孔的留設(shè)

　　螺栓孔的精確定位至關(guān)重要,有絲毫差錯就可能導(dǎo)致整個基礎(chǔ)的報廢。除矩形螺栓孔外其他螺栓孔均采用螺旋波紋管，直接把螺旋波紋管澆注在混凝土里，施工完畢后，螺旋波紋管與混凝土成為一體，不用再拆除，使施工簡便，受力效果明顯提高。

　　經(jīng)施工及試運行驗證，本1550鑄軋機基礎(chǔ)設(shè)計完全滿足生產(chǎn)要求，取得滿意的效果。

　　五、設(shè)備基礎(chǔ)設(shè)計中應(yīng)注意事項

　?、?在滿足地基穩(wěn)定和變形要求前提下，基礎(chǔ)應(yīng)盡量淺埋。當上層地基的承載力大于下層時，宜利用上層作持力層；

　　⑵ 基礎(chǔ)預(yù)埋螺栓孔及埋件要求準確無誤，設(shè)計者應(yīng)進行多次檢查，確保萬無一失。

　　六、 結(jié)束語

　　設(shè)備基礎(chǔ)是保證設(shè)備正常運行的重要保證之一，基礎(chǔ)的穩(wěn)定非常重要，要進行承載力、變形、穩(wěn)定性計算，以實際的地質(zhì)情況，制定合理的、經(jīng)濟的、安全的設(shè)備基礎(chǔ)。

　　參考文獻：

　?。?）<<動力機器基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范>> 中國計劃出版社中華人民共和國機械工業(yè)部 主編

　　（2） <<動力機器基礎(chǔ)設(shè)計手冊>> 中國建筑工業(yè)出版社第一機械工業(yè)部設(shè)計研究總院 主編

　?。?）<< 地基及基礎(chǔ)>> 高等教育出版社楊位主編