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1、附件2反力架验算反力架与结构间用双拼56b工字钢管撑，支撑布置见下图HI ZIUHSWT 工f 1工n1工=工王工i-夕11、iI-VJnJr氓.- z Z1JI ! |11 -II-LrtLJJ.反力架支撑受力验算实际始发掘进正常推力一般不超过1000t,且加设钢环对应力起均衡作用，考虑不均匀受力和安全系数，总推力按3000t计算。四个集中力P按3000t平均 分配计算，四个集中受力围P按3000t平均分配计算，管片承受总推力为3000t， 集中受力点平均分配得 750t。反力架本身刚度可达到要求，不会因推力而变形 考虑，若图中所示四个受力区域可满足推力要求，则反力架支撑稳定，先计算四个 角
2、的钢支撑受力面积。左侧立柱为斜支撑受力最不利，按750t平均分配到4个支撑点，每点受力为188t，其中双拼工字钢截面面积为 29327mm斜支撑受力最为不利，若此区域可满足最不利受力条件，则反力架稳定，按最不利受力状态，平均分配计算，每个角支撑所受压力为750t,双拼工字钢受力为188t ;双拼工字钢应力为188t/29327mcos38 =50.5N/mnn,钢材设计强度为 235N/mrf，故支撑可满足盾构始发要求,即反力架稳定附件3始发基座验算(1)计算简图：盾构托架使用250x255H型钢制作，共13道横向支撑，上图为一道横向支撑 的半侧，主要受力梁为2号与4号梁。盾构机按照374t计
3、算,由受力分析可得发射架每边承受总力：207. 278t374sin 125发射架共13道横向支撑，共12个区间，每个区间受力:G 2072 78/12172.73KN最后力传递至横向支撑，由13个支撑承受，得水平力：2072. 78Fcos 6372.39KN13(2)2号梁计算：按照图纸取每个区间支撑钢板0.89m支撑钢板截面积为：A 0.89 0.03 267 10 4m2，2号梁长L 0.567m。支 撑 钢 板 最 小 惯 性 矩I m inbh 31230 .89(0 .03 )122 .88101 minminbh3h20.0087，长细比l1 min05 0.56732.59
4、(两端0.0087固定,0.5），经查表:1 105 2 62,2，属小柔度结构，其强度计算公式为:G 172.73A 267芈6. 47MPa10 4235MPa满足受力要求。(3)4号梁计算:4号梁从受力角度也为小柔度结构，其强度计算公式为235MPaF / A 72. 39KN / 104. 710 46. 91MPa满足受力要求。螺栓受力：2F / A 72.39KN/ 6 / / 0. 01226. 67MPa800Mpa焊缝受力：G1 cos 6320730.454t5.77MPa fw lw t10.220.008根据以上计算可知盾构托架满足盾构机始发的受力要求附件4盾构机的推力
5、计算盾构机的推力计算按照始发阶段泥岩地层进行计算。1、在软土中掘进时盾构机的推力的计算地层参数按1-1泥岩、粉砂质泥岩选取，由于岩土体中水量较小，所以水 压力的计算按水土合算考虑。选取可能出现的最不利受力情况埋深断面进行计 算。根据线路的纵剖面图，1-1层埋深不大，在确定盾构机拱顶处的均布围岩 竖向压力Pe时，可直接取全部上覆土体自重作为上覆土地层压力。盾构机所受压力：厲二二二三Pe = Y h+ P0I 门门门 1一Poi= Pe + G/DLPi=RX 入P2=（P+ 丫 .D）入式中：入为水平侧压力系数，入=0.42h为上覆土厚度，h=12.5m丫为土容重，丫 =1.9 t/m 3G为盾
6、构机重，G=340 tD为盾构机外径，D=6.25 m ； L为盾构机长度，L=8.39 m； P 0为地面上 . . 2置荷载，P0=2 t/m ； P01为盾构机底部的均布压力；P1为盾构机拱顶处的侧向水土压力；P2为盾构机底部的侧向水土压力;Pe=1.9 X 12.5+2=25.75 t/m1=25.75 X 0.42=10.81t/mP01=25.75+340/ (6.25 X 8.39 )=32.23t/mP2 =(25.75+2 X 6.25) X 0.42=16.06t/m盾构推力计算盾构的推力主要由以下五部分组成:F h F2F3F4F5式中：F1为盾构外壳与土体之间的摩擦力
7、；F2为刀盘上的水平推力引起的 推力F3为切土所需要的推力；F4为盾尾与管片之间的摩阻力F5为后方台车的阻力1Fl (Pe P01Pl P2)DL .4式中：土与钢之间的摩擦系 数，计算时取0.31F- (25.7532. 23 10. 8116.06) 6.25 8. 39 0. 31048. 3t4F24(D2Pd)式中：Pd为水平土压力,Pd(h )2h D 12. 5 6-2815. 64m2 2Fd0. 42 1. 915. 6412. 4& / m2F2/ 4(6.282 12.48)386.6tF3/4( D2C)式中：C为土的粘结力，C=6.3t/m2F3(6. 252 6.
8、3)193.3t34F4 Wc c式中：VC、卩C为两环管片的重量(计算时假定有两环管片的重量作用在盾尾， 当管片容重为2.5t/m3，管片宽度按1.5m计时，每环管片的重量为24.12t ), 两环管片的重量为48.24t考虑。卩c=0.3F448.24 0.3 14.47tF5 Gh singGh cos式中：G为盾尾台车的重量，Gh160t;B 为坡度，tg 9 =0.025卩g为滚动摩阻，卩g=0.05F5160 0.025 0.05 160 112.00t盾构总推力：F1048.3 386.6193.314.47 12. 001654.67t盾构的扭矩计算盾构配备的扭矩主要由以下九部
9、分组成。在进行刀盘扭矩计算时:M M1 M2 M3 M 4 M5 M 6 M 7 M 8 M 9式中：M为刀具的切削扭矩；M为刀盘自重产生的旋转力矩M3为刀盘的推力荷载产生的旋转扭矩；M为密封装置产生的摩擦力矩M5为刀盘前表面上的摩擦力矩；M为刀盘圆周面上的摩擦力矩M7为刀盘背面的摩擦力矩；M为刀盘开口槽的剪切力矩M9为刀盘土腔室的搅动力矩a 刀具的切削扭矩MR012Mi Chrdr Mi -(C hmaxRo)式中：G: 土的抗剪应力，C二C+RX tg =2.5+13.09 X tg22 =7.79t/mhmax:刀盘每转的最大切削深度，hma=8cm/转R):最外圈刀具的半径，R=3.1
10、4m1 2 2M1-(7.79 8 103.14 )3.072t m2b. 刀盘自重产生的旋转力矩 MM=GR1 g式中：G刀盘自重，计算时取刀盘的自重为 G=60tR:轴承的接触半径，计算时取为 R=2.6m 卩g：滚动摩擦系数，计算时取为卩g=0.004IM=60X 2.6 X 0.004=0.624t mc. 刀盘的推力荷载产生的旋转扭矩M2M=WRg 卩 z W p=an R= Pd式中：W：推力荷载 ；a：刀盘封闭系数，a =0.70尺：轴承推力滚子接触半径，R=1.25m ； FC:刀盘半径，R=3.14卩z：滚动摩擦系数，卩z=0.004 ； Pd：水平土压力，Pd=13.09t
11、/mW=0.70 nX 3.142X 13.09=283.82t ；M3=283.82 X 1.25 X 0.004=1.42 t md. 密圭寸装置产生的摩擦力矩M2 2M=2 冗卩 rF (nlRnl+n2Rn2 )式中：卩r密封与钢之间的摩擦系数，卩m=0.2 ; F:密封的推力，F=0.15t/m ni、n2 :密封数，n 1=3 n2=3;Rm、Rn2：密封的安装半径，Rn=1.84m Rm2=2.26m；2 2M= 2 nX 0.2 X 0.15 X( 3X 1.84 +3X 2.26 ) =4.80 t me. 刀盘前表面上的摩擦力矩MM5 2(pR3Pd)3式中：a：刀盘开口率
12、，a =0.34 ; p： 土层与刀盘之间的摩擦系数，卩p=0.15R:刀盘半径，R=3.14mM 5|(0.340.15 3.143 13.09)43.29t mf .刀盘圆周面上的摩擦力矩MM=2 n RbPZ 卩 p式中：R 刀盘半径，R=3.14m ; B:刀盘宽度，B=0.775mPz：刀盘圆周土压力Pz= (Pe+F01+P+R) /4= ( 29.82 36.3 11.63 16.09) /4=23.46t/m 2M=2nX 3.142X 0.775 X 23.46 X 0.15=168.95t mg. 刀盘背面的摩擦力矩MM=2/3 (1- a)n 戌卩 pX 0.8PdM=2
13、/3 (0.70 XnX 3.143X 0.15 X 0.8 X 13.09) =71.3t mh. 刀盘开口槽的剪切力矩 MM8- C R33式中：G : 土的抗剪应力，因碴土饱和含水，故抗剪强度降低，可近似地取 C=0.01Mpa=1 t/m， =5; CT =C+PX tg =1+13.09 X tg5=2.15 t/mM 8-2.15 3.1430.3447.4t m3i .刀盘土腔室的搅动力矩M2 2M=2n( R R) LG式中：d1 :刀盘支撑梁外径，d1=3.7m； d2 :刀盘支撑梁径，d2=2 mL:支撑梁长度，L=0.8 mM9=2n( 1.852-1 2)X 0.8 X 2.15=26.18 t m刀盘扭矩M为MM之和M=3.072+0.624+1.42+4.8+43.29+168.95+71.3+47.4+26.18=367.036t m
