始发架反力架基座结构受力计算书

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附件8 始发基座结构承载能力计算书

始发基座结构受力检算书

一、设计资料

始发架主受力结构为纵梁、横梁、并与连接杆焊接成一个整体，形成整体受力结构，盾构作用在轨道梁上，通过轨道传力到底座上，最后传递到始发架井底地基，轨道梁和支架采用螺栓、焊接形式连接，其结构图如下：

支承架主视图

支承架侧视图

二、受力分析

2.1如上图所示，盾身重力荷载作用在轨道上，通过支架传递到底座基础，斜纵梁是受力主体，横梁把荷载传递到基础。

2.2受力验算

盾构总重G=377t 其中：盾构刀盘重量G1＝60t 长度L1=1.645m 前盾总成重量G2＝

110t L2=2.927m 中盾重量G3＝110t 长度L3＝3.63m,盾尾重量G4＝35t,长度L4＝4.045m,

由上面盾构节段位置的重量和长度，可知结构最不利位置在前盾总成，因此只需检算盾构前盾总成下方的支承架是否满足受力要求即可。

取荷载分项系数取 1.2，动载系数取 1.25，则盾构前盾总成下方每根钢轨荷载为：P=1.2x1.25x1100/(2x2.927)=281.86kN/m,

假设钢轨荷载均匀分布传递到支承架纵梁，则纵梁荷载q=281.86kN/m; 取支架单元支架计算： 纵梁受力检算： 按简支梁计算

Mmax=ql2/8=281.86×

0.892 /8=27.91kN/m

max max 6

27910

48.1579.810x M Mpa W -σ=

==⨯

满足刚度要求 2.3底横梁检算：

F ＝P ×cos62.32°=130.94t,平均分配到4根横梁上，则每根横梁拉力T1＝32.74t T=2T1＝65.48

465480062.56[]181104.6710F Mpa Mpa A -σ=

==σ=⨯

满足受力要求

2.4支架横梁中连接螺栓计算：

通过受力分析，支架横梁中连接螺栓为轴向受拉连接螺栓采用４个M27高强螺栓强度等级8.8级

由表查得1个M24高强螺栓受拉设计承载力

b

t

N=164Kn

N≥F/

b

t

N=654800/164000=4 满足设计要求

以上力学分析过程中所采用的受力模型有些地方才用简化计算，但计算结果都偏于安全，能够满足结构的力学要求。本文分析了盾构始发架的主要受力部件和容易破坏的部位，经过以上分析各个部件都能够满足受力要求，因此车此盾构始发架能够满足施工的受力要求。

附件9 反力架承载能力计算书

盾构机反力架结构检算书

一、设计、计算总说明

该反力架为厦门地铁盾构机始发用。

反力架外作用荷载即盾构机始发的总推力乘以动荷载效应系数加所有不利因素产生的荷载总和，以1600t水平推力为设计值。

对于螺栓连接、角焊缝连接处的设计，仅仅计算其最大设计弯矩和剪力值，而不作截面形式设计，可根据提供弯矩、剪力设计值来调整截面是否需要做加固处理。

二、计算、截面优化原则

1、以偏向于安全性的原则。所有计算必须满足实际结构受力的情况，必须满足强度、刚度和稳定性的要求。

2、在满足第1项的前提下以更符合经济性指标为修改结构形式、截面参数等的依据。

3、参照其他施工单位成熟的设计经验为指导，借鉴其成熟的结构设计形式，以修改和复核计算为方向进行反力架结构设计。

4、但凡构件连接处除采用螺栓连接外，需要视情况进行必要的角焊缝加固，特殊情况下，可增设支托抗剪、焊钢板抗弯，以保证连接处强度不低于母体强度。

三、结构计算

3.1 反力架布置形式

反力架平面布置图

由两根立柱和两根横梁以及水平支撑组成。立柱与横梁采用高强螺栓连接，为加强整体性一般按照以往其他单位的施工经验另需在连接处焊接，故所有节点都为固定连接。所有连接在设计时必须要求连接处强度不得低于母体强度。

3.2力学模型

如上图所示，反力架为一门式刚架。立柱计算高度为6500mm，上下各有两个横梁，计算跨度为5.85mm。根据连接形式，以及荷载传递路径可按如下计算模型设计：

反力架计算模型

其中：

➢斜线部分钢负环与支架直接接触段；

➢Z1～Z7为支承杆，与反力架固接，另一端与井壁预埋钢板固接；

盾构机水平推力F ->负环管片->钢负环->反力架->支撑杆->井底、井壁的支座。

3.3 荷载取值

根据盾构公司提供盾构推进总荷载设计值为

F=2000t ，平均分配到钢负环上。如下图所示。 钢负环把荷载传递到反力架上的四个受力区域（即斜线区域）每个区域的F i = F 2 = F 3 = F 4 =F/4=5000kN 。

3.4力学计算

根据以上分析，我们分别建立横梁、立柱、支撑的计算模型。因为横梁的荷载是传递到立柱和水平支撑上的，故应计算为横梁-立柱-支撑杆-井壁支座。

3.4.1横梁L 1计算

q=F 1/3.8m=5000/3.8＝1316 kN/m. L 0=5.85m

建立受力模型如下

计算最大弯矩 Mmax=381.25kNm 横梁横截面如下图：

内力计算： 截面参数：

A =342.000(cm 2) Ix=185706.000(cm 4) Wx=6190.200(cm 3)

6

max 6

38125061.59106190.210

x M Pa W -σ=

==⨯⨯ 因横梁设置横向加劲肋，故梁的局部稳定性满足施工要求，不再验算。 支座反力计算：

R1＝R4＝93.2kN R2=R3=2407kN 3.4.2立柱计算 立柱截面图如下

内力计算： 截面参数如下：

A =684(cm 2) Ix=371412(cm 4) Wx=12380(cm 3)