反力架與托架計算書

1、施管表B59報審表合同段：工程名稱廈門市軌道交通2號線一期工程土建施工總承包1標段起點海滄CBD站區(qū)間報審時間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(zé)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： 年 月 日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

2、計算書1.1始發(fā)/接收托架簡介始發(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 支承架主視圖圖1.2 支承架平、側(cè)面圖1.2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G168t 長度L1=1.645m，前盾總成重量G2110t，L2=2.927m，中盾重量G3110t，長度L33.63m，盾尾重量G43

3、5t，長度L44.045m。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=281.86×0.892 /8=27.91kN/m滿足剛度要求底橫梁檢算：FP×cos62.5°=130.15t,平均分配

4、到4根橫梁上，則每根橫梁拉力T132.54tT=2T165.08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=164KnNF/=650800/164000=4 滿足設(shè)計要求1.3結(jié)論以上力學(xué)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(xué)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)/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

5、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(yīng)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)驗為指導(dǎo)，借鑒其成熟的結(jié)構(gòu)設(shè)計形式，以修改和復(fù)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

6、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反力架布置形式圖2.1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(xué)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2.3.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

7、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 = F3 = F4 =F/4=5000kN。圖2.2 反力架平面布置圖其中： 1、斜線部分鋼負環(huán)與支架直接接觸段；2、Z1Z12為支承桿，與反力架固接，另一端與井壁預(yù)埋鋼板固接；3、盾構(gòu)機水平推力F -> 負環(huán)管片 -> 鋼圓環(huán) -> 反力架 -> 支撐桿->井底、井壁的支座。圖2.3 反力架計算模型2.3.4力學(xué)計算根據(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

8、支撐上的，故應(yīng)計算為橫梁-立柱-支撐桿-井壁支座。1、橫梁L1計算q=F1/3.8m=5000/3.81316 kN/m.L0=5.85m建立受力模型如圖所示： 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：圖2.5 橫梁橫截面圖內(nèi)力計算：截面參數(shù)：A =342.000(cm2) Ix=185706.000(cm4) Wx=6190.200(cm³)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：R1R493.2kN R2=R3=2407kN2、立柱計算立柱截面圖如下圖所示：圖2.6 立柱截面圖內(nèi)力計算：截面參數(shù)如下：A =684(cm2) Ix=371412(cm4) Wx=12380(cm³)3、建立受力模型：q=F/3.8m=1640kN/m.L0=5.88m圖2.7 受力模型圖圖3-7 L2計算簡計算最大彎矩：Mmax=698.4kNm：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：R1=R4=238.4kN R2=R3=3354.4kN