反力架、托架計(jì)算

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,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算四個(gè)集中力P按平均分配計(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

精選文庫(kù)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2：斜支撐受力最為不利若此區(qū)域可滿足最不利受力條,反力架穩(wěn)定,按最不利受力狀,平均分配計(jì),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/29327mm

2

2

,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：12

34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：374sin

G1sin

，G207.278t1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：G2072.78/12172.73KN

,最后力傳遞至橫向支撐，由13個(gè)支撐承受，得水平力：F

2072.78

cos6372.39KN（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：

A267

2

，2號(hào)梁L0.567m。--2

精選文庫(kù)支

撐

鋼

板

最

小

慣

性

矩I

in

bh08903)1212

3

8810

4

m

4

，i

min

I

bh32min0.0087長(zhǎng)細(xì)比A12bh12

0.567i0.0087min

（兩端固定

0.5），經(jīng)查表：1

2

2

，屬小柔度結(jié)構(gòu)，其強(qiáng)度計(jì)算公式為

172.7310267

6.47MPa，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72.39KN/10滿足受力要求。螺栓受力：

MPa

F/

AKN/6/

/

2

MPa

800

Mpa焊縫受力：

1cos63w

20.008

5.77MPaw

t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。--3

精選文庫(kù)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⑦1-1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。根據(jù)線路的縱剖面圖，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P，可直接取全部上覆土體自重作為上覆土地層壓力。e盾構(gòu)機(jī)所受壓力：P=γh+Pe0P=P+G/DL01eP=P×λ1eP=(P+γ.D)λ2式中：λ為水平側(cè)壓力系數(shù)，λ=0.42h為上覆土厚度，h=12.5mγ為土容重，γ=1.9t/m

3G為盾構(gòu)機(jī)重，G=340tD為盾構(gòu)機(jī)外徑，D=6.25m；L為盾構(gòu)機(jī)長(zhǎng)度，L=8.39；P地面上0置荷載，P=2t/m20

；P為盾構(gòu)機(jī)底部的均布?jí)毫?；P為盾構(gòu)機(jī)拱頂處的側(cè)向水011土壓力；P盾構(gòu)機(jī)底部的側(cè)向水土壓力；P=1.9×12.5+2=25.75t/m2e

2P（6.25×8.39=32.23t/m012P=(25.75+2×6.25)×0.42=16.06t/m2

2

P=25.75×0.42=10.81t/m1

2盾構(gòu)推計(jì)算盾構(gòu)的推力主要由以下五部分組成：FFF125式中：F為盾構(gòu)外殼與土體之間的摩擦力；F為刀盤上的水平推力引起的12推力F切土所需要的推力；F為盾尾與管片之間的摩阻力34F5為后方臺(tái)車的阻力--4

精選文庫(kù)F(PP)DL2：與鋼之間的摩擦數(shù)取0.3F1

14

32.2310.8116.066.258.39tFD2P）d式中：為平土壓力d

，P

D

）D6.28h12.515.64m22P1.915.6412.48t/2dF2）F

/D

C）式中：C為土的粘結(jié)力，C=6.3t/m2F3

4

2）tF4c

c式中W

C、

μ兩環(huán)管片的重（計(jì)算時(shí)假定有兩環(huán)管片的重量作用在盾尾C內(nèi)管片容重為2.5t/m3片寬度按1.5m計(jì)時(shí)環(huán)管片的重量為兩環(huán)管片的重量為48.24t考慮。μ=0.3CFFcoshg式中：G盾尾臺(tái)車的重量，G≈160t；hhθ為坡度，tgθ=0.025μ滾動(dòng)摩阻，μ=0.05ggF1600.02512.00t5盾構(gòu)總推力F193.312.00t--5

R0精選文庫(kù)R0盾構(gòu)的矩計(jì)算盾構(gòu)配備的扭矩主要由以下九部分組成。在進(jìn)行刀盤扭矩計(jì)算時(shí)：MMMM12347

9式中：M刀具的切削扭矩；M為刀盤自重產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)力矩12M刀盤的推力荷載產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)扭矩；M密封裝置產(chǎn)生的摩擦力矩34M刀盤前表面上的摩擦力矩；M為刀盤圓周面上的摩擦力矩56M刀盤背面的摩擦力矩；M為刀盤開(kāi)口槽的剪切力矩78M刀盤土腔室內(nèi)的攪動(dòng)力矩9a刀具的切削矩M

1MChrdr10

M

(2

式中：C：土的抗剪應(yīng)力，гC=C+P×tgφ=2.5+13.09×tg22°=7.79t/mгdh：刀盤每轉(zhuǎn)的最大切削深度，h=8cm/轉(zhuǎn)maxmaxR：最外圈刀具的半徑，R=3.14m00

2M

)tb刀盤自重產(chǎn)的旋轉(zhuǎn)矩M

2M=GRμ2

g式中：G：刀盤自重，計(jì)算時(shí)取刀盤的自重為R：軸承的接觸半徑，計(jì)算時(shí)取為μ：滾動(dòng)摩擦系數(shù)，計(jì)算時(shí)取為μggM=60×2.6×0.004=0.624t﹒m2c刀盤的推力載產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)扭矩M

3M=WRμ3pg

z

W=απR2Ppc

d式中：W：推力荷載；α：刀盤封閉系數(shù)，α=0.70pR：軸承推力滾子接觸半徑，R=1.25m；R：刀盤半徑，R=3.14ggccμ：滾動(dòng)摩擦系數(shù)，μ=0.004；P：水平土壓力，P=13.09t/mzzdd

2W=0.70π×3.14p

2

×13.09=283.82t；M=283.82×1.25×0.004=1.42t﹒m3--6

d密封裝置產(chǎn)的摩擦矩M

4

精選文庫(kù)M=2πμF（nR2+nR2）4m1m12m2式中μ密封與鋼之間的摩擦系數(shù)μ密封的推力F=0.15t/mmmn封數(shù)=3n封的安裝半徑R=2.26m；1212m1m2m1m2M=2π×0.2×0.15×（3×1.844

2

+3×2.26

2

）=4.80t·me刀盤前表面的摩擦矩M

5M

3P)Pd式中盤開(kāi)口率α=0.34層與刀盤之間的摩擦系數(shù)PPR：刀盤半徑，R=3.14mM

(0.34

0.153.14

13.09)43.29f刀盤圓周面的摩擦矩M

6M=2πR26

BPμZ

P式中：R：刀盤半徑，R=3.14m；B：刀盤寬度，B=0.775mP：刀盤圓周土壓力ZP=（P+P+P+P）/4=36.311.63）/4=23.46t/mZe0112

2M=2π×3.1426

g刀盤背面的擦力矩M

7M=2/3[（1-α）πR37

μ×0.8P]PdM=2/3（0.70×π×3.143）=71.3t·m7h刀盤開(kāi)口槽剪切力M

8M

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τ取C=0.01Mpa=1t/m2，φ=5°；C=C+P×tgφ=1+13.09×tg5=2.15t/mτd

2M

2.153.143ti刀盤土腔室的攪動(dòng)矩M

9M=2π（R2－R2912

）L