盾構(gòu)始發(fā)反力架驗算書

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1、反力架驗算書1.反力架安裝反力架提供盾構(gòu)機推進時所需的反力，因此反力架應具有足夠的強度和剛度。反力架及支撐通過底板預埋件固定，以保證反力架的穩(wěn)定性，反力架支撐設(shè)計原則主要有：1、分析各桿件的類型，計算出各桿件的臨界荷載；2、對于反力架進行受力分析，確定出支撐點的最佳位置，使反力架整體變形最?。?、布置好支撐位置后，驗算反力架工字鋼的強度與剛度，保證其值在規(guī)范允許范圍內(nèi)；4、對支撐本身進行加固，形成一個桁架結(jié)構(gòu)，使整個支撐可看成一個剛體，確保整體穩(wěn)定性。反力架的縱向位置保證負環(huán)管片拆除后澆筑洞門時滿足洞門

2、的結(jié)構(gòu)尺寸和連接要求以及支撐的穩(wěn)定性。反力架的橫向位置保證負環(huán)管片傳遞的盾構(gòu)機推理準確作用在反力架上。安裝反力架時，先用經(jīng)緯儀雙向校正兩根立柱的垂直度，使其形成的平面與盾構(gòu)機的推進軸線垂直。為了保證盾構(gòu)機始發(fā)姿態(tài)，安裝反力架和始發(fā)臺架時，反力架左右偏差控制在±10mm之內(nèi)，高程偏差控制在±5mm之內(nèi)。始發(fā)臺架水平軸線的垂直方向與反力架的夾角<±2‰，盾構(gòu)機姿態(tài)與設(shè)計軸線垂直偏差<2‰，水平偏差<3‰。反力架高8.25m、寬6.45m，厚0.6m，分塊加工，現(xiàn)場組裝。反力架支撐體系從上至下分為三部分：本次

3、反力架支撐設(shè)置4根型號為200mm*450mm的單拼工字鋼，8根型號為400*450mm的雙拼工字鋼。頂部用四根長度為0.6米型號為200mm*450mm單拼工字鋼與中板端頭支撐；中部采用5根雙拼工字鋼（其中2根為45°角與車站底板預埋鋼板焊接牢靠的斜撐）；底部采用3根1.5米長型號為400mm*450mm雙拼工字鋼與結(jié)構(gòu)底板變斷面位置水平支撐牢靠。工字鋼端部與結(jié)構(gòu)板相連處設(shè)有封口鋼板，以增大受力面積和增強鋼材受力，反力架平面布置圖所下所示。圖5.2-2反力架正立面圖2.反力架驗算反力架后支撐驗算根據(jù)盾

4、構(gòu)機的構(gòu)造及以往盾構(gòu)始發(fā)的經(jīng)驗結(jié)合本工程的實際情況，作用在反力架上的總推力一般在10000KN以內(nèi)，為了安全起見，本次驗算按Fmax=20000KN計算，而盾構(gòu)始發(fā)時，反力架受力以中部及下部為主，上方受力較小，總推力分配在反力架上、中、下各部分的比例為：上部比例：10%；中部比例：40%；下部比例：50%；45c工字鋼的屈服強度σ=235MPa，設(shè)計強度fy=200MPa,每根單拼工字鋼的面積為A=9450mm2，所以驗算如下：1）整體強度驗算在該推力下需要的鋼管總面積為：A總=Fmax/fy=2.0×

5、107/200=1.0×105mm2則需要Φ609鋼管數(shù)量：n=A總/A=1.0×105/9450=10.58,即最少需要11根單拼工字鋼，而本次盾構(gòu)始發(fā)，反力架設(shè)置單拼工字鋼20根，包括軸向支撐18根（4根長度600mm，14根長度1500mm)，45°斜撐兩根(一根長4340mm，一根長8121mm），因此完全滿足整體強度要求。2）分部強度驗算①反力架頂部支撐驗算正應力驗算σ1=20000×103×10%/(4×9540)=52.4<200MPa支撐變形量驗算：Δl1=F×l/（E×A）=σ1×l/

6、E=52.4×600/210000=0.14mm②反力架中部支撐驗算左邊正應力驗算σ2=20000×103×40%/(6×9540)=139.7<200MPa右邊正應力驗算σ3=20000×103×40%/(4×9540×cos45°)=170.4<200MPa左邊支撐變形量驗算：Δl2=F左×l左/（E×A）=σ2×l左/E=139.7×600/210000=0.4mm右邊斜撐變形量驗算：Δl3=F右×l右/（E×A）=σ3×l右/E=170.4×4340/210000=3.52mm③反力架底部支撐驗

7、算底部三根支撐均為水平支撐，其正應力σ4=20000×103×50%/(6×9540)=174.7<200MPa底部支撐變形量Δl4=F底×l底/（E×A）=σ5×l底/E=174.7×1500/210000=1.25mm綜上可知，當最大推力為20000KN時，鋼支撐的強度均滿足要求，且鋼管支撐的變形量均很小，最大變形量為3.52mm，因此盾構(gòu)始發(fā)用的反力架支撐驗算滿足始發(fā)要求。始發(fā)掘進過程中應對反力架變形進行監(jiān)控，如有異常應立即停止掘進，采取相關(guān)措施對其加固后方能繼續(xù)掘進。在盾構(gòu)主機組裝完畢后，進行反

8、力架的安裝。由于反力架為盾構(gòu)始發(fā)時提供反推力，在安裝反力架時，安裝原則為縱向軸線應與隧道設(shè)計軸線重合，反力架端面應與始發(fā)臺軸線垂直，垂直度應控制在±10mm之內(nèi)，以便盾構(gòu)軸線與隧道設(shè)計軸線保持相對平行。安裝時反力架與車站結(jié)構(gòu)連接部位的間隙用鋼板要墊實并焊接好，以保證反力架腳板有足夠的抗壓強度。反力架定位：盾構(gòu)機刀盤距內(nèi)襯墻為700mm，0環(huán)負環(huán)進入內(nèi)襯墻鋼環(huán)500mm，0環(huán)負環(huán)管片小里程側(cè)里程為DK22+853.100，依次反推計算知反力架