盾构机反力架计算书

太平桥站盾构始发反力架支撑计算书 一、工程情况说明

哈尔滨地铁一号8标工业大学―太平桥区间投入一台德国海瑞克盾构机进行施工，编号S-285，从太平桥站西端头下井。我们对反力架采取水平撑加斜支撑的形式加固，将反作用力传递至车站底板、中板及侧墙。 二、反力架及支撑示意图

12中板反力架底板反力架底板2-2 侧墙121-1计算说明：

1、根据以往施工情况，始发盾构机推力按照800T进行计算，其中底部千斤顶油压按照200bar，两侧按照140bar，顶部千斤顶不施加推力；

2、通过管片和基准钢环调节，每组千斤顶所在区域按照均布荷载进行计算； 3、水平支撑采用200mm及250mm宽翼缘H型钢，分别支撑与车站底板及侧墙上，斜撑采用200mm宽翼缘H型钢，45度角撑于车站底板上；

4、反力架经几次始发使用，梁自身抗弯和抗剪无问题，本次不予计算。 三、力学模型图

A44.7t/mDC.4t/mB44.7t/m 盾构机在顶推过程中反力架提供盾构向前掘进的反力，通过焊接在反力架上的型钢支撑，将力传递到车站结构上。为保证反力架能够提供足够的反力，以确保前方地层不会发生较大沉降。要求型钢支撑强度足够。 四、计算步骤 1、模型简化

假设千斤顶推力平均分配到四个支撑边，即每边承受200t的压力。 2、轴力验算 1）底边

σ1?F/A?F/(8?A1?2?A2)?2000000/(8?28?2?9218)?28.6MPa 200mm H型钢截面面积A1=28mm2 250mm H型钢截面面积A2=9128mm2 σ1?σmax?210MPa 2）右侧边

σ2?F/A?F/(10?A1)?2000000/(10?28)?31.1MPa σ2?σmax?210MPa 3）顶边

σ3?F/A?F/(4?A1)?2000000/(4?28)?77.8MPa σ3?σmax?210MPa 4）左侧边 σ4?2?F/A?2?F/(6?2A1)?2?2000000/(6?2?28)?51.9MPa σ4?σmax?210MPa 综上，支撑抗压能力满足要求。 3、斜撑螺栓抗剪能力检算

对于支撑于底板的斜撑，采用螺栓加焊接钢板的形式固定于底板，每个斜撑底部有13个φ20螺栓。

τ?4F42000000???54.4MPa 233?13A333?13?π?20螺栓许用切应力τ???100MPa，可知，螺栓抗剪能力满足要求。 4、反力架抗倾覆能力检算 1）千斤顶推力对转点产生的逆时针方向倾倒的弯矩：

dM?dq?h?q?R?(R?R?cos?)d?dM?dq?h?q?R?(R?R?sin?)d?π(0?θ?)2

ππ(?θ?)24?3????24?4?M?2???q1?R?(R?R?cos?)d???q2?R?(R?R?cos?)d???q2?R?(R?R?sin?)d??ππ?0? 42??其中q1?.4t/m,q2?44.7t/m,R?2.85m带入数据计算得：M?1040.56t?m

2）支撑反作用力对转点产生的顺时针方向的抗倾倒的弯矩： 顶边给底边施加的逆时针倾倒的弯矩 M1=F×2R=200×2×2.85=1140t・m 左边给底边施加的逆时针倾倒的弯矩 M2=F×R=200×2.85=570t・m 右边给底边施加的逆时针倾倒的弯矩 M3=F×R=200×2.85=570t・m

施加给转点的顺时针方向的抗倾倒的弯矩M′= M1+ M2 +M3=2280t・m 经比较可知M′>M，即在盾构推进过程中反力架不会发生倾覆。 5、结论 通过以上计算可知，本支撑体系受力满足要求。 五、施工注意事项

1、支撑与反力架立柱焊接务必牢固，满焊。

2、盾构始发前，在反力架上方布置监测点，并在对应的梁的位置布置监测点，利用收敛仪取初始值。

3、推进过程中D组千斤顶不施加推力。

4、在推进过程中加强对反力架，车站结构监测，如发现位移变化，及时进行分析，并暂停掘进，待确认位移在合理范围内再恢复推进，否则对加固措施要继续加强。 5、推进过程中反力架两侧必须一直有人对结构进行监视。

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