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1、1目目 录录 一、工程概况.2 二、反力架的结构形式 .2 2.1、反力架的结构形式 .2 2.2、各部件结构介绍 .2 2.3、反力架后支撑结构形式 .4 三、反力架安装准备工作 .5 四、反力架安装步骤及方法 .5 五、反力架的受力检算 .6 5.1、支撑受力计算 .6 5.2、斜撑抗剪强度计算 .8 六、反力架受力及支撑条件 .8 6.1、 强度校核计算： .10 6.2、始发托架受力验算 .112一、工程概况一、工程概况东莞市轨道交通 R2 线 2304 标土建工程天宝站东城站盾构区间工程起点位于天宝站，终点位于东城站。盾构机由天宝站南端盾构始发井组装后始发，利用吊装盾构机的 260t
2、 履带吊安装反力架。二、反力架的结构形式二、反力架的结构形式2.1、反力架的结构形式、反力架的结构形式如图一所示。图一 反力架结构图2.2、各部件结构介绍、各部件结构介绍(1) 立柱：立柱为箱体结构，主受力板为 30mm 钢板，筋板为320mm 钢板，材质均为 Q235-A 钢材，箱体结构截面尺寸为700mmX500mm，具体形式及尺寸见图二。图二 立柱结构图(2) 上横梁：结构为箱体结构，主受力板为 30mm 钢板，筋板为 20mm 钢板，材质均为 Q235-A 钢材，箱体结构截面尺寸为 700mmX500mm，其结构与立柱相同。(3) 下横梁：箱体结构，主受力板为 30mm，筋板为 20m
3、m 钢板，材质均为Q235-A，箱体结构截面尺寸为 250mmX500mm，其结构如图三所示。图三 下横梁结构图4（4 ）八字撑：八字撑共有 4 根，上部八字撑 2 根，其中心线长度为 1979mm，下部八字撑 2 根，其中心线长度为 2184mm，截面尺寸如图四所示。图四 八字撑接头结构图2.3、反力架后支撑结构形式、反力架后支撑结构形式后支撑主要有斜撑和直撑两种形式，按照安装位置分为立柱后支撑、上横梁后支撑、下横梁后支撑。立柱支撑（以左线盾构反力架为例）：线路中心左侧（东侧）可以直接将反力架的支撑固定在标准段与扩大端相接的内衬墙上；线路中心线右侧（西侧）材料均采用直径 500mm，壁厚 9
4、mm 的钢管。始发井东侧立柱支撑是 3 根直撑(中心线长度为 1700mm)，始发井西侧立柱是 2 根斜撑(中心线长度分别为 5247mm 和 3308mm，与水平夹角均为 45 度)和一根直撑（底部） 。如下图所示1700234013705东侧立柱直撑型式 西侧立柱斜撑型式（2）上横梁支撑：材料均采用 250250H 钢，中心线长度分均别为 2267mm，其轴线与反力架轴线夹角为 412525。（3）下横梁支撑：材料均采用 250X250H 钢，每个支撑由 2根 H 钢组成，共 6 个直撑。三、反力架安装准备工作三、反力架安装准备工作1、反力架是按设计加工成的既有设施，进场后检查其完损程度，
5、螺栓及焊缝是否保持完好。2、在盾构机主体吊装下井前，利用空间测量出反力架的位置并在其安装位置作出标识。3、反力架从天宝站南端始发井口吊入，利用 260t 履带吊安装就位。四、反力架安装步骤及方法四、反力架安装步骤及方法1、根据盾构中线、管环的厚度、反力架立柱的尺寸，在盾构始发井的底板锚固 2 块钢板，钢板面四角一定要在同一平面内，并在钢板上找准反力架立柱安装的中心位置作好标记。2、安装立柱，根据现有的场地及空间把立柱 1 用 260T 吊机配合送往已锚固好的钢板位置处。63、利用 260T 吊机配合提升东侧立柱至安装位，做好立柱中下部的支撑保护，扶正立柱后，在立柱上焊接角撑，使立柱稳固。再将立
6、柱与钢板进行焊接，同时作好后支撑。4、利用 260T 吊机把反力架下横梁移至安装处，然后扶紧螺栓，使横梁与立柱连接成整体。5、用与东侧立柱安装相同的方法安装西侧立柱，然后采用与下横梁安装相同的方法安装上横梁。6、安装完成上横梁后，整体检查反力架螺栓是否附扶紧，反力后撑是否稳固，然后用用刨光机打磨管片接触的反力架板面，使其平整。五、反力架的受力检算五、反力架的受力检算5.1、支撑受力计算、支撑受力计算5.1.1 支撑的截面特性（1）250X250H 钢截面特性：弹性模量 E=196X105，最小惯性矩=10800/cm4，截面积=92.18cm2。（2）直径 500mm，壁厚 9mm 钢管截面特
7、性：弹性模量E=205X105，最小惯性矩=41860/ cm4，截面积=138.76 cm2。(3)稳定性计算的最大承压力A、东侧立柱后支撑稳定性计算最大承压力7F=(3.14X3.14X205X105X41860)/(2X170)2=7319KN2()2则东侧三根直撑能承受的最大载荷为 7319X3=21957KN。B、西侧立柱后支撑稳定性计算最大水平载荷5247mm 斜撑(水平夹角 45 度)水平载荷计算：F2=(3.14X3.14X205X105X41860)/(2X524.7)2=768.3KN2()2由于水平夹角为 45度则其水平承载力 F为768.3/cos45=1086KN40
8、20mm 斜撑水（水平夹角 17 度）平载荷计算：F2=(3.14X3.14X205X105X41860)/(2X330.8)2=1932.9KN2()2由于水平夹角为 45度则其水平承载力为 ：1932.9/COS45=2733.6KNC、上横梁后支撑稳定性计算上横梁后支撑采用 250X250H 钢，中心线长度分别为 2267mm、其轴线与反力架轴线夹角为 412525。PE=(3.14X3.14X205X105X10800)/(2X226.7)2=1061.9KN2()2由于水平夹角为 412525,则其水平承载力为：1061.9/cos412525=1416.2KN3 根后支撑能承受的水
9、平载荷为 3 X1416.2=4248.6KND、下横梁后支撑稳定性计算下横梁后支撑是由 8 根 H 钢组成，均为直撑，其长度均为81700mm，其最大承载力计算如下：PE=(3.14X3.14X205X105X10800)/(2X170)2=1888KN2()28 根总载荷为 8X1888=15104KN5.2、斜撑抗剪强度计算、斜撑抗剪强度计算从受力分析可知，5247mm 直径 500 钢管斜撑抗剪受力最危险，因此从该斜撑的抗剪应力计算水平承载能力。应力计算公式为 =，而钢材最大需用应力为 210MPa2 2由此计算斜撑最大承载力F1=2EIX/L2=2X205X105X41860 X 2
10、10/524.72=623.3KN由此力验算水平最大承受推力 F=623.3/=881.6KN，从验sin 290算结构可以得出应按轴向抗压强度验算支撑能承受的最大推力。因此，所有支撑的最大承载力为21957+2733.6+4248.6+15104=44043.2KN始发最大推力我们设置为 8000KN，后支撑满足最大推力要求。六、反力架受力及支撑条件六、反力架受力及支撑条件（1）反力架安装位置：反力架安装在负 6 环后，距离洞门 9700mm, 后支撑位置如下图所示： 459p=800Tp=800T （2 2）初始掘进时反力架的受力分析）初始掘进时反力架的受力分析在正式始发掘进时，已经安装好
11、两环负环，采用错缝拼装，因此可以将其看成近似的刚性整体。当初始掘进时，盾构机所需推力很小，钢管环可视为均匀受力，所产生压应力也呈环状均匀分布。(3)(3) 掘进过程中推力逐渐加大反力架的受力分析掘进过程中推力逐渐加大反力架的受力分析如图所示，设定支撑点为 A、B、C、 ，非支撑点D、E、F。支撑点 A、B、C 处随着压力增加，产生一定的弹性变形，所产生位移为后支撑杆件弹性变形和梁弹性变形的组合，设定为L1,这个位移量很小，10在压力不能够使其产生塑性变形前，可视其为刚性。非支撑点 D、E、F 处背后没有位移的限制，在压力产生挠曲变形后，设定它因挠曲变形所产生的位移为L2。当L2 大于L1 后，载荷重新分布，即支撑点处载荷 P1 急剧增加，非支撑点处载荷 P2 缓慢增大，并存在一上限值。因此，载荷中心分布后，主要受力处为支撑点处。它随着推力增大而加大，而非支撑点载荷 P2 缓慢增大，它的上限值由梁体的刚度决定，它仅须大于提供管片与钢管环的摩擦力而需要的压力即可。由上述可知,反力架应力主要集中在
