反力架、托架計(jì)算

1、附件2 反力架驗(yàn)算反力架與結(jié)構(gòu)間用雙拼56b工字鋼管撐,支撐布置見(jiàn)下圖。反力架支撐受力驗(yàn)算實(shí)際始發(fā)掘進(jìn)正常推力一般不超過(guò)1000t,且加設(shè)鋼環(huán)對(duì)應(yīng)力起均衡作用，考慮不均勻受力和安全系數(shù)，總推力按3000t計(jì)算。四個(gè)集中力P按3000t平均分配計(jì)算，四個(gè)集中受力范圍內(nèi)P按3000t平均分配計(jì)算,管片承受總推力為3000t，集中受力點(diǎn)平均分配得750t。反力架本身剛度可達(dá)到要求，不會(huì)因推力而變形考慮，若圖中所示四個(gè)受力區(qū)域可滿足推力要求,則反力架支撐穩(wěn)定,先計(jì)算四個(gè)角的鋼支撐受力面積。左側(cè)立柱為斜支撐受力最不利，按750t平均分配到4個(gè)支撐點(diǎn)，每點(diǎn)受力為188t，其中雙拼工字鋼截面面積為29327

2、mm2：斜支撐受力最為不利,若此區(qū)域可滿足最不利受力條件,則反力架穩(wěn)定,按最不利受力狀態(tài),平均分配計(jì)算,每個(gè)角支撐所受壓力為750t,雙拼工字鋼受力為188t；雙拼工字鋼應(yīng)力為188t/29327mm2cos38=50.5N/mm2, 鋼材設(shè)計(jì)強(qiáng)度為235N/mm2，故支撐可滿足盾構(gòu)始發(fā)要求,即反力架穩(wěn)定。附件3 始發(fā)基座驗(yàn)算（1）計(jì)算簡(jiǎn)圖： 盾構(gòu)托架使用250x255H型鋼制作，共13道橫向支撐，上圖為一道橫向支撐的半側(cè)，主要受力梁為2號(hào)與4號(hào)梁。盾構(gòu)機(jī)按照374t計(jì)算,由受力分析可得發(fā)射架每邊承受總力：，得發(fā)射架共13道橫向支撐，共12個(gè)區(qū)間，每個(gè)區(qū)間受力：,最后力傳遞至橫向支撐，由13個(gè)

3、支撐承受，得水平力：（2）2號(hào)梁計(jì)算：按照?qǐng)D紙取每個(gè)區(qū)間支撐鋼板0.89m支撐鋼板截面積為：，2號(hào)梁長(zhǎng)。支撐鋼板最小慣性矩，長(zhǎng)細(xì)比（兩端固定，），經(jīng)查表：，屬小柔度結(jié)構(gòu)，其強(qiáng)度計(jì)算公式為：，滿足受力要求。（3）4號(hào)梁計(jì)算：4號(hào)梁從受力角度也為小柔度結(jié)構(gòu)，其強(qiáng)度計(jì)算公式為滿足受力要求。螺栓受力：焊縫受力： 根據(jù)以上計(jì)算可知盾構(gòu)托架滿足盾構(gòu)機(jī)始發(fā)的受力要求。附件4 盾構(gòu)機(jī)的推力計(jì)算盾構(gòu)機(jī)的推力計(jì)算按照始發(fā)階段泥巖地層進(jìn)行計(jì)算。1、在軟土中掘進(jìn)時(shí)盾構(gòu)機(jī)的推力的計(jì)算地層參數(shù)按1-1泥巖、粉砂質(zhì)泥巖選取，由于巖土體中水量較小，所以水壓力的計(jì)算按水土合算考慮。選取可能出現(xiàn)的最不利受力情況埋深斷面進(jìn)行計(jì)算。

4、根據(jù)線路的縱剖面圖，1-1層埋深不大，在確定盾構(gòu)機(jī)拱頂處的均布圍巖豎向壓力Pe時(shí)，可直接取全部上覆土體自重作為上覆土地層壓力。盾構(gòu)機(jī)所受壓力：Pe =h+ P0 P01= Pe + G/DLP1=PeP2=(P+.D) 式中：為水平側(cè)壓力系數(shù)，=0.42h為上覆土厚度，h=12.5m為土容重，=1.9 t/m3G為盾構(gòu)機(jī)重，G=340 tD為盾構(gòu)機(jī)外徑，D=6.25 m ； L為盾構(gòu)機(jī)長(zhǎng)度，L=8.39 m ； P0為地面上置荷載，P0=2 t/m2； P01為盾構(gòu)機(jī)底部的均布?jí)毫?；P1為盾構(gòu)機(jī)拱頂處的側(cè)向水土壓力；P2為盾構(gòu)機(jī)底部的側(cè)向水土壓力；Pe=1.912.5+2=25.75 t/m2

5、P01=25.75+340/（6.258.39）=32.23t/m2 P1=25.750.42=10.81t/m2P2 =(25.75+26.25)0.42=16.06t/m2盾構(gòu)推力計(jì)算盾構(gòu)的推力主要由以下五部分組成：式中：F1為盾構(gòu)外殼與土體之間的摩擦力 ；F2為刀盤(pán)上的水平推力引起的推力F3為切土所需要的推力；F4為盾尾與管片之間的摩阻力F5為后方臺(tái)車(chē)的阻力 ， 式中：C為土的粘結(jié)力，C=6.3t/m2式中：WC 、C為兩環(huán)管片的重量（計(jì)算時(shí)假定有兩環(huán)管片的重量作用在盾尾內(nèi)，當(dāng)管片容重為2.5t/m3，管片寬度按1.5m計(jì)時(shí)，每環(huán)管片的重量為24.12t），兩環(huán)管片的重量為48.24t考

6、慮。C=0.3式中：Gh為盾尾臺(tái)車(chē)的重量，Gh160t；為坡度，tg=0.025g為滾動(dòng)摩阻，g=0.05盾構(gòu)總推力：盾構(gòu)的扭矩計(jì)算盾構(gòu)配備的扭矩主要由以下九部分組成。在進(jìn)行刀盤(pán)扭矩計(jì)算時(shí)：式中：M1為刀具的切削扭矩；M2為刀盤(pán)自重產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)力矩M3為刀盤(pán)的推力荷載產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)扭矩；M4為密封裝置產(chǎn)生的摩擦力矩M5為刀盤(pán)前表面上的摩擦力矩 ；M6為刀盤(pán)圓周面上的摩擦力矩M7為刀盤(pán)背面的摩擦力矩 ；M8為刀盤(pán)開(kāi)口槽的剪切力矩M9為刀盤(pán)土腔室內(nèi)的攪動(dòng)力矩a刀具的切削扭矩M1 式中：C：土的抗剪應(yīng)力，C=C+Pdtg=2.5+13.09tg22=7.79t/m2hmax：刀盤(pán)每轉(zhuǎn)的最大切削深度，hma

7、x=8cm/轉(zhuǎn)R0：最外圈刀具的半徑，R0=3.14mb刀盤(pán)自重產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)力矩M2M2=GRg式中：G：刀盤(pán)自重，計(jì)算時(shí)取刀盤(pán)的自重為G=60t R：軸承的接觸半徑，計(jì)算時(shí)取為R=2.6m g：滾動(dòng)摩擦系數(shù)，計(jì)算時(shí)取為g=0.004M2=602.60.004=0.624tmc刀盤(pán)的推力荷載產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)扭矩M3M3=WpRgz Wp=Rc2Pd式中：Wp：推力荷載 ；：刀盤(pán)封閉系數(shù)，=0.70 Rg：軸承推力滾子接觸半徑，Rg=1.25m ；Rc：刀盤(pán)半徑，Rc=3.14 z：滾動(dòng)摩擦系數(shù)，z=0.004 ；Pd：水平土壓力，Pd=13.09t/m2Wp=0.703.14213.09=283.82

8、t；M3=283.821.250.004=1.42 tmd密封裝置產(chǎn)生的摩擦力矩M4M4=2mF（n1Rm12+n2Rm22）式中：m：密封與鋼之間的摩擦系數(shù)，m=0.2；F：密封的推力，F(xiàn)=0.15t/mn1 、n2 ：密封數(shù)，n1=3 n2=3；Rm1、Rm2：密封的安裝半徑，Rm1=1.84m Rm2=2.26m；M4= 20.20.15（31.842+32.262）=4.80 tme刀盤(pán)前表面上的摩擦力矩M5式中：刀盤(pán)開(kāi)口率，=0.34；P：土層與刀盤(pán)之間的摩擦系數(shù)，P=0.15 R：刀盤(pán)半徑，R=3.14mf刀盤(pán)圓周面上的摩擦力矩M6M6=2R2BPZP式中：R：刀盤(pán)半徑，R=3.1

9、4m ；B：刀盤(pán)寬度，B=0.775mPZ：刀盤(pán)圓周土壓力PZ=（Pe+P01+P1+P2）/4=（）/4=23.46t/m2M6=23.1420.77523.460.15=168.95tmg刀盤(pán)背面的摩擦力矩M7M7=2/3（1-）R3P0.8PdM7=2/3（0.703.1430.150.813.09）=71.3tmh刀盤(pán)開(kāi)口槽的剪切力矩M8式中：C：土的抗剪應(yīng)力，因碴土飽和含水，故抗剪強(qiáng)度降低，可近似地取C=0.01Mpa=1 t/m2，=5；C=C+Pdtg=1+13.09tg5=2.15 t/m2i刀盤(pán)土腔室內(nèi)的攪動(dòng)力矩M9M9=2（R12R22）LC式中：d1 ：刀盤(pán)支撐梁外徑，d1=3.7