盾構(gòu)始發(fā)反力架驗(yàn)算書(shū)

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1、反力架驗(yàn)算書(shū)1.反力架安裝反力架提供盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)時(shí)所需的反力，因此反力架應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度。反力架及支撐通過(guò)底板預(yù)埋件固定，以保證反力架的穩(wěn)定性，反力架支撐設(shè)計(jì)原則主要有：1、分析各桿件的類型，計(jì)算出各桿件的臨界荷載；2、對(duì)于反力架進(jìn)行受力分析，確定出支撐點(diǎn)的最佳位置，使反力架整體變形最?。?、布置好支撐位置后，驗(yàn)算反力架工字鋼的強(qiáng)度與剛度，保證其值在規(guī)范允許范圍內(nèi)；4、對(duì)支撐本身進(jìn)行加固，形成一個(gè)桁架結(jié)構(gòu)，使整個(gè)支撐可看成一個(gè)剛體，確保整體穩(wěn)定性。反力架的縱向位置保證負(fù)環(huán)管片拆除后澆筑洞門時(shí)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(fù)環(huán)管片傳遞的盾構(gòu)機(jī)推理準(zhǔn)確作用在反力架上。安裝反力架時(shí)，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(jī)的推進(jìn)軸線垂直。為了保證盾構(gòu)機(jī)始發(fā)姿態(tài)，安裝反力架和始發(fā)臺(tái)架時(shí)，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(tái)架水平軸線的垂直方向與反力架的夾角<±2‰，盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)與設(shè)計(jì)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(chǎng)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(hào)為200mm*450mm的單拼工字鋼，8根型號(hào)為400*450mm的雙拼工字鋼。頂部用四根長(zhǎng)度為0.6米型號(hào)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(yù)埋鋼板焊接牢靠的斜撐）；底部采用3根1.5米長(zhǎng)型號(hào)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(qiáng)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(yàn)算反力架后支撐驗(yàn)算根據(jù)盾

4、構(gòu)機(jī)的構(gòu)造及以往盾構(gòu)始發(fā)的經(jīng)驗(yàn)結(jié)合本工程的實(shí)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(jiàn)，本次驗(yàn)算按Fmax=20000KN計(jì)算，而盾構(gòu)始發(fā)時(shí)，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(qiáng)度σ=235MPa，設(shè)計(jì)強(qiáng)度f(wàn)y=200MPa,每根單拼工字鋼的面積為A=9450mm2，所以驗(yàn)算如下：1）整體強(qiáng)度驗(yàn)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(zhǎng)度600mm，14根長(zhǎng)度1500mm)，45°斜撐兩根(一根長(zhǎng)4340mm，一根長(zhǎng)8121mm），因此完全滿足整體強(qiáng)度要求。2）分部強(qiáng)度驗(yàn)算①反力架頂部支撐驗(yàn)算正應(yīng)力驗(yàn)算σ1=20000×103×10%/(4×9540)=52.4<200MPa支撐變形量驗(yàn)算：Δl1=F×l/（E×A）=σ1×l/

6、E=52.4×600/210000=0.14mm②反力架中部支撐驗(yàn)算左邊正應(yīng)力驗(yàn)算σ2=20000×103×40%/(6×9540)=139.7<200MPa右邊正應(yīng)力驗(yàn)算σ3=20000×103×40%/(4×9540×cos45°)=170.4<200MPa左邊支撐變形量驗(yàn)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(yàn)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(yàn)

7、算底部三根支撐均為水平支撐，其正應(yīng)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(dāng)最大推力為20000KN時(shí)，鋼支撐的強(qiáng)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(yàn)算滿足始發(fā)要求。始發(fā)掘進(jìn)過(guò)程中應(yīng)對(duì)反力架變形進(jìn)行監(jiān)控，如有異常應(yīng)立即停止掘進(jìn)，采取相關(guān)措施對(duì)其加固后方能繼續(xù)掘進(jìn)。在盾構(gòu)主機(jī)組裝完畢后，進(jìn)行反

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