反力架與托架計算書

1、報審表工程名稱廈門市軌道交通號線一期工程土建施工總承包1報審時間 標段起點海滄CBD站區(qū)間2017年2月10日施工單位中國鐵建股份有限公司致：上海三維工程建設(shè)咨詢有限公司廈門市軌道交通2號線一期工程土建施工監(jiān)理 1標段監(jiān)理部事由：我方已完成起點 海滄CBD站區(qū)間盾構(gòu)機始發(fā)/接收托架、反力架計算書編制工作，經(jīng)自檢合格，請予以審查。報審內(nèi)容：1、起點 海滄CBD站區(qū)間盾構(gòu)機始發(fā)/接收托架、反力架計算書。施工單位：（公章）項目經(jīng)理或技術(shù)負責人簽名：年月日審查意見：監(jiān)理單位：（公章）總/專業(yè)監(jiān)理工程師簽名：合同段:施管表B59本表為施工單位向監(jiān)理部報審的通用表。1、始發(fā)/接收托架計算書1.1始發(fā)/接收

2、托架簡介始發(fā)/接收托架主受力結(jié)構(gòu)為縱梁、橫梁、并與連接桿焊接成一個整體，形成整體受力 結(jié)構(gòu)，盾構(gòu)作用在軌道梁上，通過軌道傳力到底座上，最后傳遞到始發(fā)/接收托架井底地基,軌道梁和支架采用螺栓、焊接形式連接，其結(jié)構(gòu)圖如下所示：圖1.1支承架主視圖106H0I1.2受力分析1、如上圖所示，盾身重力荷載作用在軌道上，通過支架傳遞到底座基礎(chǔ)，斜縱梁是 受力主體，橫梁把荷載傳遞到基礎(chǔ)。2、受力驗算盾構(gòu)總重G=377t其中：盾構(gòu)刀盤重量 G1= 68t長度L仁1.645m,前盾總成重量G2=110t丄2=2.927m,中盾重量 G3= 110t，長度 L3= 3.63m，盾尾重量 G4= 35t，長度 L4

3、= 4.045m。由上面盾構(gòu)節(jié)段位置的重量和長度，可知結(jié)構(gòu)最不利位置在前盾總成，因此只需檢算 盾構(gòu)前盾總成下方的支承架是否滿足受力要求即可。3、取荷載分項系數(shù)取1.2，動載系數(shù)取1.25,則盾構(gòu)前盾總成下方每根鋼軌荷載為：P=1.2x1.25x1100/(2x2.927)=281.86kN/m假設(shè)鋼軌荷載均勻分布傳遞到支承架縱梁，則縱梁荷載q=281.86kN/m;取支架單元支架計算：縱梁受力檢算：按簡支梁計算；Mmax=ql2/8=281.86X 0.892 /8=27.91kN/mmaxmaxmaxm181Mp27910max6579.8 1048.1Mpa滿足剛度要求 底橫梁檢算：F=

4、PX cos62.5 =130.15t,平均分配到4根橫梁上，則每根橫梁拉力 Ti = 32.54t T=2T1 = 65.08滿足受力要求。4、支架橫梁中連接螺栓計算：通過受力分析，支架橫梁中連接螺栓為軸向受拉連接 螺栓采用4個M27高強螺栓 強度等級8.8級由表查得1個M24高強螺栓受拉設(shè)計承載力 N： =164KnN F/Ntb =650800/164000=4 滿足設(shè)計要求1.3結(jié)論以上力學分析中所采用的受力模型有些采用簡化計算，但計算結(jié)果都偏于安全，能夠 滿足結(jié)構(gòu)力學要求。本文分析盾構(gòu)始發(fā)/接收托架的主要受力部件和容易破壞的部位，經(jīng)過 以上分析各個部件都能滿足受力要求，因此盾構(gòu)始發(fā)

5、/接收托架能夠滿足施工的受力要求。2、反力架結(jié)構(gòu)計算書2.1設(shè)計、計算總說明該反力架為廈門地鐵盾構(gòu)機始發(fā)用。反力架外作用荷載即盾構(gòu)機始發(fā)的總推力乘以動荷載效應系數(shù)加所有不利因素產(chǎn)生 的荷載總和，以1600t水平推力為設(shè)計值。對于螺栓連接、角焊縫連接處的設(shè)計，僅僅計算其最大設(shè)計彎矩和剪力值，而不作截 面形式設(shè)計，可根據(jù)提供彎矩、剪力設(shè)計值來調(diào)整截面是否需要做加固處理。2.2計算、截面優(yōu)化原則1、以偏向于安全性的原則。所有計算必須滿足實際結(jié)構(gòu)受力的情況，必須滿足強度、 剛度和穩(wěn)定性的要求。2、在滿足第1項的前提下以更符合經(jīng)濟性指標為修改結(jié)構(gòu)形式、截面參數(shù)等的依據(jù)。3、參照其他施工單位成熟的設(shè)計經(jīng)驗

6、為指導，借鑒其成熟的結(jié)構(gòu)設(shè)計形式，以修改 和復核計算為方向進行反力架結(jié)構(gòu)設(shè)計。4、但凡構(gòu)件連接處除采用螺栓連接外，需要視情況進行必要的角焊縫加固，特殊情 況下，可增設(shè)支托抗剪、焊鋼板抗彎，以保證連接處強度不低于母體強度。2.3結(jié)構(gòu)計算2.3.1反力架布置形式由兩根立柱和兩根橫梁以及水平支撐組成。立柱與橫梁采用高強螺栓連接，為加強整 體性一般按照以往其他單位的施工經(jīng)驗另需在連接處焊接， 故所有節(jié)點都為固定連接。所有連接在設(shè)計時必須要求連接 處強度不得低于母體強度。見圖2.1所示：2.3.2力學模型反力架為一門式剛架。立柱計算高度為 6500mm上下各 有兩個橫梁，計算跨度為5.85mm結(jié)構(gòu)見圖2

7、.3.根據(jù)連接形 式，以及荷載傳遞路徑可按如下計算模型設(shè)計，見圖 2.4所 示。2.3.3荷載取值根據(jù)盾構(gòu)公司提供盾構(gòu)推進總荷載設(shè)計值為F=2000t，平均分配到鋼圓環(huán)上。如右圖 2.2所示。鋼圓環(huán)把荷載傳遞到 反力架上的四個受力區(qū)域（即斜線區(qū)域）每個區(qū)域的Fi= F2 =.L 圖2.1F3 = F 4 =F/4=5000kN。2.3.4力學計算圖2.2反力架平面布置圖58505ZIPTl-nun2725195019501950圖2.3反力架計算模型其中:觸段;1、斜線部分鋼負環(huán)與支架直接接固接2,另-端與井壁承桿鋼板反力架3、盾構(gòu)機水平推力F -負環(huán)管片- 鋼圓環(huán)- 反力架-井底、井壁的支座

8、-支撐桿根據(jù)以上分析，我們分別建立橫梁、立柱、支撐的計算模型。因為橫梁的荷載是傳遞 到立柱和水平支撐上的，故應計算為橫梁-立柱-支撐桿-井壁支座。1、橫梁L1計算q=R/3.8m=5000/3.8 = 1316 kN/m.Lo=5.85m建立受力模型如圖所示：131600013160001316000IMMIIII1II1III 刖 IIMIIIMI1II1I圖2.4 受力模型圖 計算最大彎矩Mmax=381.25kNm橫梁橫截面如下圖所示：mn圖2.5橫梁橫截面圖內(nèi)力計算：截面參數(shù)：A =342.000(cn?)lx=185706.000(cmf)Wx=6190.200(cm3)max381

9、250Wx6190.2 10661.59 106Pa因橫梁設(shè)置橫向加勁肋，故梁的局部穩(wěn)定性滿足施工要求，不再驗算 支座反力計算：R1 = R4= 93.2kN R2=R3=2407kN2、立柱計算 立柱截面圖如下圖所示：600164000016400001640000圖2.7受力模型圖內(nèi)力計算：截面參數(shù)如下：A =684(cmf)lx=371412(cm4)Wx=12380(cm3)3、建立受力模型：q=F3.8m=1640kN/m.Lo=5.88m計算最大彎矩：Mmax=698.4kNmmax698400Wx12380 10 656.4 106Pa :強度滿足受力要求因橫梁設(shè)置橫向加勁肋，故梁的局部穩(wěn)定性滿足施工要求，不再驗算支座反力計算：R仁 R4=238.4kN R2=R3=3354.4kN計算各支撐桿作用力：Z仁Z4=Z9=Z12=2