本文转载自“施工技术《十字钢梁装配式塔式起重机基础设计与施工》，作者：江小燕，完海鹰”，仅用于学习分享，如涉及侵权，请联系删除！

[摘要]研究了固定式塔式起重机基础的施工技术，采用十字钢梁装配式塔式起重机基础替代传统整体混凝土现浇基础，该基础主要由十字钢梁、底箱板、边框板等组成。设计中针对不同地基采用了各种抗倾覆的方法。对于地基较好的情况，采用底框板堆载的方法；对于地基承载力一般的情况，采用锚杆的方法；对于地基承载力较低的情况，采用桩基础的方法。该技术能够解决不同地基承载力情况下固定式塔式起重机基础的抗倾覆、可重复使用的技术难题。

[关键词】十字钢梁；装配式；塔式起重机基础；堆载；锚杆；桩基

十字钢梁装配式基础是一种新型塔式起重机基础，能够解决不同地基承载力情况下固定式塔式起重机基础的抗倾覆、可重复使用的技术难题，与整体混凝土现浇基础相比，具有投资少、经济效益显著、拆装运输简便、快捷，装机周期大大缩短等优点。

1．1基本构造

该基础主要由十字钢梁、底箱板、边框板等组成，如图1a所示。2根十字钢梁互相交叉，其中一根为通长布置，另一根则分为2段与通长梁分别连接，连接处形状为企口(见图1b，1c)。塔式起重机固定支脚支承在十字梁上。四周采用槽钢封边。底箱板由4块三角形底座拼接而成，每块底座又由多块小钢板焊接而成。

十字钢梁基础长梁中。长梁与短梁的交接处用盖板和立板焊成凹进去的企口，并采用锚杆连接，长梁的腹板处焊有小筋板，以增强腹板稳定性，防止屈曲；并在横向小筋板处焊三角板进行局部加强，以增强其抵抗荷载的能力。短梁的腹板处也焊有小筋板，且短梁与长梁的对接处采用立板和盖板焊接成凸出的企口，2根短梁分别与长梁相对接，构成十字交叉形，如图2所示。

1．2技术方案

结合具体的工程情况，从地基承载力角度出发，采用3种不同类型的十字钢梁装配式基础形式。

1)基础形式1 十字钢梁 底箱板 边框板 堆土，此种方案针对地基承载力较好的土质。当地基承载力良好时(一般地基承载力≥180kPa)，将地面夯实抄平并浇筑混凝土垫层，使其表面水平偏差<4mm，然后将十字钢梁装配式基础直接放置于地面，并于底箱板上堆载以平衡倾覆力矩。该方案施工方便、迅速、造价低廉，对于大多数黏土、粉土地基均适用。

2)基础形式2 十字钢梁 底箱板 边框板 土层锚杆 适量堆土，此种方案针对地基承载力一般的土层。十字钢梁装配式基础采用土层锚杆打人地下，锚杆与梁的下翼缘相连。该方案能充分发挥地基强度的潜力和锚杆的抗拔力，具有较高的强度和稳定性，且施工方便，工期较短，费用较低，如图3所示。

3)基础形式3十字钢梁 底箱板 边框板

桩，此种方案适用于软弱地基(软弱地基指主要由淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其他高压缩性土层构成的地基)。2根钢梁垂直交叉成十字支承在4根预制桩上，预制桩截面尺寸为外径500mm，内径300mm。该方法施工较复杂，但对于软弱地基具有很好的强度和稳定性，如图4所示。

2．1计算论证

1)基础形式1 正方形对角线布设十字钢梁，计算模型如图5a所示。D，D1，D2，D3为塔式起重机4根立柱，最不利工况为塔式起重机倾覆方向与对角线梁重合，地基板AFG的地基反力对D点的力矩就是地梁AD所承载的弯矩，然后算出梁所受的应力。十字钢梁连接处螺杆承受弯矩，即可验算螺杆的强度。

2)对于基础形式2，计算模型同基础形式1，十字梁以及连接处的计算也同基础形式1；支座处锚杆承受拉力。

3)基础形式3，计算模型如图5b所示。十字钢梁按照简支梁的计算模式来计算，十字钢梁连接处锚杆承受弯矩，预制桩承受支座处拉力

本文选取60t塔式起重机作为验证对象，塔式起重机自重为434kN，倾覆力矩为1796 kN·m，水平力为73．5kN，立杆距离为1．6m。塔式起重机基础位于宁波地区，由于该地区土质较差，综合考虑各种因素，采用第3种基础形式，十字钢梁支承在4根高强预应力管桩上，塔架支承在十字钢梁上

，通过对塔式起重机基础的受力分析，确定十字钢梁采用焊接工字钢，钢材为Q235，四角采用边框板进行连接，边框板采用[28a，下部的边框板放置于底箱板之上，与梁的下部相连，上部的边框板与梁的上部相连；十字钢梁连接处采用10．9级M30高强摩擦型螺栓连接。底箱板由4块三角形的底座拼接而成，每块底座又由多块小钢板焊接，三角底座底钢板为Q235A，小筋板为8ram×200ram Q235A钢板，底座封边为[20a。当采用预制桩时，预制桩截面尺寸为外径500mm，内径300mm，锚栓直径D=30mm。锚固长度L=25D=750mm。

对其计算可得：梁的最大正应力为92．904N／mm2<205N／mm2，抗弯强度满足要求；梁最大剪应力为46．184N／ram2<=120．000N／ram2，梁抗剪承载能力满足；梁整体稳定计算最大应力为97．550N／mm2<f=205．000N／mm2，简支梁整体稳定验算满足；计算最大挠度为2．032mm<容许挠度=47.133mm，简支梁挠度验算满足；十字钢梁连接处螺栓所受的最大剪力为108．57kN<=143．77kN；支座处采用两个材质为Q235的锚栓，两个锚栓提供的拉力157．0kN>支座所受的拉力100．58kN，满足设计要求。

2．2检测论证

为了进一步验证该装配式塔式起重机基础的安全性和可靠性，了解十字钢梁装配式塔式起重机基础在吊装过程中十字钢梁翼缘、腹板以及底箱板的应力应变值，本文对60t塔式起重机进行了检测论证。①塔式起重机在空载和加载时绕不同方向旋转的过程中，梁上下翼缘以及板的上部应力应变随转动方向及加载变化而变化，符合受力机制。②由数据分析可得，梁的最大压应力为一41．38N／mm2，最大拉应力为40．25N／mm2，板的最大拉应力为27．98N／mm2，最大剪应力为46．33 N／mm2，符合《钢结构设计规范》GB50017--2003以及《塔式起重机设计规范》GB／T13752--1992中对于强度以及稳定性的要求。③十字钢梁的最大挠度为0．4mm，符合《钢结构设计规范》中对于挠度的要求。综上分析，该塔式起重机基础在此次检测中表现出较好的承载力。

2．3应用论证

通过详细研究表明，该项技术具有相当的可行性，而且在已施工的工程中也取得了良好的经济技术效果。典型的有如下3个工程，根据地基承载力的不同采用了不同的塔式起重机基础形式：①浙江省东阳市外国语学校工程无桩基础、堆荷载；②三门县健跳镇键农小区工程(Ⅱ期) 有桩基础、不堆载；③三门县健跳镇键农小区工程(1期) 有桩、锚基础，堆载。

在上述工程实践中，塔式起重机基础均表现出较好的承载力，符合相关规范规定。

通过对十字钢梁装配式塔式起重机基础的计算以及检测论证，证明该新型塔式起重机基础的设计具有可行性。通过实际工程应用，其在施工过程中有较大的安全储备，减少了浪费，有利于环保，值得推广应用。

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