反力架相關驗算

反力架相關驗算1、反力架說明本區(qū)間所采用的反力架立柱和橫梁為寬度為600mm、長度為800mm、厚度為30mm的Q235鋼板焊接成受力箱梁形式并加焊加勁板，反力架支撐采用φ500的鋼管斜向45°及水平支撐，每邊兩根；底部采用φ500的鋼管橫撐，一端頂在反力架上，另一端頂在標準段底板上。2、反力架受力概述本工程施工使用的盾構機的最大推力為34000kN；盾構機始發(fā)時盾構推力一般不大于8000kN。反力架總受力取最大推力為34000kN；左、右線兩臺盾構機推力均按相同考慮。3、反力架受力計算反力架的主體結構是由30mm厚鋼板焊接而成而成，截面尺寸為600mm×800mm，四根承壓梁之間采用螺栓連接，反力架總推力按34000kN設計，每根梁承受壓力為8500kN，以上部橫梁簡化成簡支梁計算，梁長6m，則均布荷載q=8500kN÷6m=1416.7kN/m，則：最大彎矩慣性矩：最大彎應力故剛度滿足要求。4、立柱的抗剪驗算：根據(jù)《鋼結構設計規(guī)范》4.1.2節(jié)中的相關內(nèi)容，立柱的抗剪強度：5、立柱與底板預埋件連接處的抗拔力驗算：箱形桿件（如本例中反力架立柱）在滿足雙面焊接的情況下必需進行雙面焊接，在不能滿足雙面焊時，鋼板的焊縫處應作成30°的斜口進行塞焊，焊縫的高度均不低于20mm，有效的焊縫高度不得低于14mm。經(jīng)計算，1m焊縫的抗剪、拉承載力為329t，反力架與預埋件的焊縫長度為12.8m，滿足施工的要求。計算如下：有效焊縫長度為1m，，即每米20mm高度的焊縫的承載力為329t。）A、預埋件自身抗拔力計算：lw=12×（30cm-1cm）×2=7m力垂直于焊縫長度方向：N=7×329t=2303T實際施工中設2塊1000mm×1200mm的預埋板用于抗拔和抗剪，總抗拔力（抗剪力）F=2N=4606T>3400T，滿足要求。B、立柱與預埋件焊縫強度抗拔力的計算：（2個立柱、立柱截面尺寸600×800）lw=[（600-10）×2+（800-10）×2]×4=11.04mN=329×11.04=3632t，立柱與預埋件焊縫強度抗拔力滿足要求。C、立柱與預埋件焊縫抗剪力的計算由反力架設計圖可知：（1）立柱與預埋件的焊縫長度：L1=[600×2+800×2]×2=5.6m（2）底部橫撐與預埋件的焊縫長度：L2=（06+0.8）×4=5.6m則L=5.6+5.6=11.2mN=329×11.2=3685T>3400T，滿足要求。6、立柱螺栓連接處螺栓的抗剪驗算：1根M20的高強螺栓的抗剪強度為：螺栓的抗剪力計算：底部橫梁端部受的剪力為：F=425t。底部螺栓連接處共設32個高強度（10.9級）螺栓，總抗剪力N=14.5×32=464T>425T，滿足要求。7、反力架支撐驗算在反力架兩根立柱各由兩根δ14mmΦ500mm的鋼管撐作為支撐,底橫梁也采用δ14mmΦ500mm的鋼管頂?shù)能囌镜臉藴识蔚装迳希敊M梁也設置有三道橫撐頂在車站結構中板上，反力架受力情況及鋼管支撐形式見下圖：圖1反力架支撐形式8、反力架支撐受力驗算：盾構機最大推力為34000kN，反力架受力最不利狀況就是盾構機以最大推力推進時，管片承受總推力為34000kN，集中受力點為7處，每處平均受力大小為4857kN。如反力架七個集中受力區(qū)域可滿足推力要求，則反力架支撐體系是穩(wěn)定的。1）計算7個鋼支撐受力面積：為7根δ14mmΦ500mm鋼管斜撐，其中2道斜撐，5道橫撐。在最不利狀況下，即盾構機在最大推力狀況下推進，鋼管的受力面積為：每個支撐所受壓力為4857kN，區(qū)域內(nèi)鋼結構總斷面為26169.5mm2，壓應力為185.6N/mm2，δ14mmΦ500mm鋼管設計受壓強度為215N/mm2，故鋼支撐可滿足盾構始發(fā)要求，反力架支撐體系是穩(wěn)定的。由以上計算可知反力架及鋼支撐均能滿足盾構始發(fā)受力要求。8、焊縫強度驗算由上面的計算可知，總共有7道支撐支持反力架，其中兩道斜撐，五道橫撐，按照最不利受力狀態(tài)，盾構機以最大推力推進，每個鋼支撐所受的平均力大小為4857kN，根據(jù)作用力與反作用力原理，預埋鋼板所受的壓力也為4857kN，方向為與預埋鋼板成45°角斜向下，因此預埋鋼板受到的水平力為：焊縫的強度驗算：其中，hf為30mm，lw為500（投影長度）×√2×2-10=1712mm；式中he——角焊縫的有效厚度(mm)，對直角角焊縫取0.7hf，hf為較小焊腳尺寸；lw——角焊縫的計算長度(mm)，每條焊縫取實際長度減去10mm；fwt——角焊縫的強度設計值(N/mm2）因此，焊縫強度滿足要求。為增加焊縫強度，在每個斜撐與鋼板焊縫處增加3塊抗剪擋板，以增加有效焊縫長度。斜撐與鋼板間焊縫平面圖如圖：圖1