反力架设计计算书
盾构反力架安装专项方案及受力计算书
目录一、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 (11)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履带吊安装反力架。
二、反力架的结构形式2.1、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(1) 立柱：立柱为箱体结构，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，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20mm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 ）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9mm的钢管。
盾构反力架安装专项方案及受力计算书
目录一、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 (11)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履带吊安装反力架。
二、反力架的结构形式2.1、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(1) 立柱：立柱为箱体结构，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，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20mm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 ）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9mm的钢管。
反力架及支撑体系计算书20160712
反力架及支撑体系计算书审批人：审核人：编制人：编制单位：编制日期：二0一六年七月一、反力架的结构形式1.1、反力架的结构形式如图一所示。
图一反力架结构图1.2、各部件结构介绍（1）立柱立柱为焊接箱型梁，规格为箱800X600X30X40，材质为Q235-B钢材，具体形式及尺寸见图二。
图二立柱结构图（2）上横梁上横梁为焊接H型钢构件，规格为H800X600X30X40，材质为Q235-B钢材，其结构如图三所示。
（3）下横梁下横梁为焊接H型钢构件，构件规格及材质均同上横梁。
图三上下横梁结构图（4）八字撑八字撑为焊接H型钢构件，规格为H800X300X30X30，材质为Q235-B，八字撑共有4根，中心线长度为2222mm，截面尺寸如图四所示。
图四八字撑接头结构图1.3、反力架支撑结构形式支撑主要有斜撑和直撑两种形式，按照安装位置分为立柱直支撑、立柱斜支撑、下横梁直支撑，上横梁紧贴中隔板。
支撑结构形式如图五所示。
图五支撑结构形式图图六直支撑和斜支撑结构形式图（1）立柱支撑（以右线盾构反力架为例）：线路中心右侧（西侧）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，线路中心线左侧（东侧）斜支撑；支撑材料均采用直径508mm，壁厚10mm的钢管。
始发井西侧立柱支撑是3根直撑(中心线长度为2200mm)，始发井东侧立柱是2根斜撑(中心线长度分别为6776mm和4152mm，与水平夹角分别为40度和18度)和一根直撑(中心线长度为2200mm)。
（2）上横梁紧贴中隔板。
（3）下横梁支撑：材料均采用直径508mm，壁厚10mm的钢管(2根中心线长度为2200mm的直撑)。
二、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9环后，距离洞门11400mm, 后支撑位置如下图所示：（2）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。
盾构始发反力架验算书
反力架验算书1.反力架安装反力架提供盾构机推进时所需的反力，因此反力架应具有足够的强度和刚度。
反力架及支撑通过底板预埋件固定，以保证反力架的稳定性，反力架支撑设计原则主要有：1、分析各杆件的类型，计算出各杆件的临界荷载；2、对于反力架进行受力分析，确定出支撑点的最佳位置，使反力架整体变形最小；3、布置好支撑位置后，验算反力架工字钢的强度与刚度，保证其值在规范允许范围内；4、对支撑本身进行加固，形成一个桁架结构，使整个支撑可看成一个刚体，确保整体稳定性。
反力架的纵向位置保证负环管片拆除后浇筑洞门时满足洞门的结构尺寸和连接要求以及支撑的稳定性。
反力架的横向位置保证负环管片传递的盾构机推理准确作用在反力架上。
安装反力架时，先用经纬仪双向校正两根立柱的垂直度，使其形成的平面与盾构机的推进轴线垂直。
为了保证盾构机始发姿态，安装反力架和始发台架时，反力架左右偏差控制在±10mm之内，高程偏差控制在±5mm 之内。
始发台架水平轴线的垂直方向与反力架的夹角<±2‰，盾构机姿态与设计轴线垂直偏差<2‰，水平偏差<3‰。
反力架高8.25m、宽6.45m，厚0.6m，分块加工，现场组装。
反力架支撑体系从上至下分为三部分：本次反力架支撑设置4根型号为200mm*450mm的单拼工字钢，8根型号为400*450mm的双拼工字钢。
顶部用四根长度为0.6米型号为200mm*450mm单拼工字钢与中板端头支撑；中部采用5根双拼工字钢（其中2根为45°角与车站底板预埋钢板焊接牢靠的斜撑）；底部采用3根1.5米长型号为400mm*450mm双拼工字钢与结构底板变断面位置水平支撑牢靠。
工字钢端部与结构板相连处设有封口钢板，以增大受力面积和增强钢材受力，反力架平面布置图所下所示。
图5.2-2反力架正立面图2.反力架验算反力架后支撑验算根据盾构机的构造及以往盾构始发的经验结合本工程的实际情况，作用在反力架上的总推力一般在10000KN以内，为了安全起见，本次验算按F max=20000KN 计算，而盾构始发时，反力架受力以中部及下部为主，上方受力较小，总推力分配在反力架上、中、下各部分的比例为：上部比例：10%；中部比例：40%；下部比例：50%；45c工字钢的屈服强度σ=235MPa，设计强度f y=200MPa,每根单拼工字钢的面积为A=9450mm2，所以验算如下：1）整体强度验算=F max/f y=2.0×107/200=1.0×105mm2在该推力下需要的钢管总面积为：A总/A=1.0×105/9450=10.58,即最少需要11根单拼则需要Φ609钢管数量：n=A总工字钢，而本次盾构始发，反力架设置单拼工字钢20根，包括轴向支撑18根（4根长度600mm，14根长度1500mm)，45°斜撑两根(一根长4340mm，一根长8121mm），因此完全满足整体强度要求。
盾构始发托架、反力架计算书
目录一、工程概况 (1)二、反力架计算 (1)2.1 反力架及支撑体系介绍 (1)2.2 反力架受力分析 (4)2.3 反力架验算 (4)三、始发托架计算 (7)3.1 始发托架介绍 (7)3.2 始发托架受力验算 (8)盾构始发托架、反力架计算书一、工程概况本标段包括2站2区间，分别是云梦站、大板站、云梦站～长发站区间、长发站～大板站区间，区间采用盾构法施工。
云梦站～长发站区间，盾构从云梦站始发，沿凤凰大道地下敷设，向东沿陕鼓大道到达长发站小里程端接收。
区间左线隧道长1050.213m，右线隧道长1043.206m；线路平面有二处曲线，曲线半径为1200/450m，洞顶覆土5.4～17.2m，线间距13～15.5m，最大纵坡为14.818‰。
长发站～大板站区间，盾构从长发站和站后暗挖隧道空推通过后，在暗挖隧道端头和车站大里程端二次始发，沿陕鼓大道地下向东行进后，转向东南方向沿迎宾大道地下进行，到达大板站小里程端接收吊出。
区间左线隧道长637.377m，右线隧道长858.852m，区间含一处平曲线，曲线半径为450m，洞顶覆土6.3～13.2m，左右线间距为15～15.6m，线路纵坡为V形坡，最大坡度为22‰。
二、反力架计算2.1 反力架及支撑体系介绍盾构机在始发掘进时，必须借助外置反力架来提供盾构在始发过程中及前阶段的顶进推力。
反力架的结构设计按照安全、适用、经济的原则，其材料的选定是根据盾构机各种设定参数计算出来总的推力并充分考虑了盾构施工现场的实际情况。
反力架采用20mm和30mm厚钢板制作，进行盾构反力架形式的设计时，是以盾构的最大推力及盾构工作井轴线与隧道设计轴线的关系为设计依据。
图2-1-1 反力架钢负环设计图图2-1-2 反力架组装立体示意图反力架设计如图2-1-3、2-1-4所示。
图2-1-3 云梦站反力架设计图图2-1-4 长发暗挖隧道反力架设计图支撑系统由钢反力架、斜撑及负环管片临时衬砌组成。
（完整版）挂篮预压反力架计算书
（完整版）挂篮预压反⼒架计算书新建铁路蒙西⾄华中铁路煤运通道⼯程MHTJ-3标(48+48)mT构转体挂篮预压反⼒架计算书计算：马奎复核：肖⾬晨审核：⽯磊中铁四局集团有限公司蒙华铁路MHTJ-3标项⽬经理部四⼯区⼆0⼀六年⼗⼆⽉附件13 挂篮反⼒架预压计算书⼀、⼯程概况：DK226+221.15跨太中银铁路特⼤桥位于榆林市市靖边县杨桥畔镇境内，上跨太中银铁路、204省道及青银⾼速。
该桥在55#～57#墩处以⼀联(48+48)m预应⼒混凝⼟T 构跨越太中银铁路，连续梁施⼯⾥程为DK226+315.35～DK226+413.05，全长97.7m。
主梁采⽤截⾯采⽤单箱单室直腹板形式，顶板厚度除梁端及中墩附近外均为40cm，腹板厚50～70cm，底板由边墩处的40cm 按⼆次抛物线变化⾄中墩根部的90cm。
顶板宽度11.4m，底板宽度7.0m。
箱梁两侧腹板与顶底板相交处均采⽤圆弧倒⾓过渡,箱梁悬臂板下设置通长的滴⽔槽。
主梁共划分23个梁段，其中0号梁段长12.0m，边墩现浇梁段长4.75m，其余梁段长分别为3.5m、4.0m。
主梁除0号梁段、边墩现浇梁段在墩旁⽀架上施⼯外，其余梁段均采⽤挂篮悬臂浇筑，悬浇梁段最重1487kN。
⼆、预压⽬的检验挂篮主桁的实际承载⼒和安全可靠性，并获得弹性和⾮弹性变形参数,为悬臂梁施⼯提供数据,同时检验挂篮加⼯质量。
三、荷载情况根据分析，挂篮预压按最⼤荷载1#计算，挂篮需要计算1#块所在（单侧为3.5m）钢筋混凝⼟重量+横坚预应⼒筋+施⼯荷载，混凝⼟1#块为57.19m3（148.69t），钢筋重量为9.34t，施⼯荷载考虑5t，单侧共163.03t。
按照规范预压重量不⼩于施⼯荷载的120%，每⼀个单侧压重为195.6t。
单侧重量为：加载到120%时，195.6t×1000=163030kg=195.6t。
加载重⼒为：195600kg×10kg/N=1956KN。
反力架计算方案
（一）工程概况由于盾构机在始发推进过程中，前方地质情况发生了变化，造成了盾构机始发推力过大，从而使反力架发生局部变形过大的情况。
由于本区间反力架设计承受的最大推力为1800T ，目前已无法满足盾构推进需求，因此需要对反力架进行加固处理。
（二）加固计算及方法材质A3钢[σ]=215Mpa 一、反力架所受载荷管片总受力取值2000吨，取1.2的保险系数，即总推力为2400吨，反力架所受载荷简化成三个支撑点，每个支撑点所受外力为F=8000KN ，不考虑自重。
二、计算 1、立柱P=8000KNP=8000KNP=8000KNN 1N 27#杆件5#杆件P 12P 东侧立柱2#杆件1）受力分析东侧立柱各杆件：700=2340mm c=3040mm a mm =，b ，22622800070023403.32103040A PabM KN mm l ⨯⨯===⨯ 22522800070023409.93103040B Pa b M KN mm l⨯⨯===⨯B 点：1B Pl M Pb +=，则51()(800023409.9310)58323040B Pb M P KN l-⨯-⨯===212168P P P KN =-=7#杆件117728cos 41P N KN==︒5#杆件21415070N P tg KN =︒= 2#杆件322168N P KN==P=8000KNP=8000KNP=8000KNN4N56#杆件5#杆件西侧立柱1#杆件西侧立柱各杆件算法同东侧，6#杆件与水平杆件夹角为35︒， 6#杆件与5#杆件的内力分 别为N4、N5，则6#杆件147120cos35P N KN ==︒5#杆件51354084N P tg KN =︒=1#杆件322168N P KN ==2）强度计算东侧立柱7＃杆件抗压强度： 314N 772810===235Mpa A 2164.410σ-⨯⨯⨯ 东侧立柱5＃杆件抗拉强度： 324N 507010===154Mpa < []A 2164.410σσ-⨯⨯⨯ 西侧立柱6＃杆件抗压强度： 344N 712010===217Mpa A 2164.410σ-⨯⨯⨯ 西侧立柱5＃杆件抗拉强度： 354N 560210===170Mpa < []A2164.410σσ-⨯⨯⨯1＃、2＃杆件抗压强度： 334N 216810===66Mpa < []A 2164.410σσ-⨯⨯⨯综上，由于6#、7#杆件强度不能达到设计要求，需要增加杆件，如下图P=8000KNP3N5N67#杆件5#杆件P 45P 东侧立柱4P 加入的三榀20型钢与7#杆件平行2#杆件加入三榀I20型钢，与7#杆件平行，此杆件最大承受的压力为46N=A []=3581021510=3740KN σ-⨯⨯⨯⨯ ，承受水平方向的力为3740cos 412823KN ︒= 取抵消2500KN 的外力，则外力P3=5500KN ， 此时，7#杆件抗压强度： 5500=235=162Mpa < []8000σσ⨯P=8000KNP3N5N65#杆件P 45P 4P 加入的三榀20型钢与7#杆件平行西侧立柱6#杆件1#杆件同理，6#杆件抗压强度： 5500=217=150Mpa < []8000σσ⨯ 3）稳定性计算材质A3钢λ1为：λ1=(π2E/σp)1/2=(π2×210×109/200×106)1/2=100 λ2=(a-σs)/b(其中a=304，σs=235，b=1.12)=61.6 λ=μl/i[i=7.03cm （最小），μ=0.7] 7＃杆件：λ=0.7×5.349/0.0703=53.36λ＜λ2＜λ1，属于小柔度杆，查《材料力学》下册表12-4， 稳定系数为Φ=0.838,N/ΦA=194Mpa[σ]。
反力架计算书-附件(修改)
要说明、工程说明盾构机始发时盾构推力一般不大于8000kN。
反力架总受力取最大推力为15000 kN;左、右线两台盾构机推力均按相同考虑。
二、反力架结构验算本区间所采用的反力架立柱和横梁为宽度为600mm长度为1000mm厚度为20mn1的Q235钢板焊接成受力箱梁形式板，反力架支撑采用500*600，厚度20mm的Q235钢板焊接，底部采用焊接形式，焊缝高度20mm 按图纸建模，考虑到反力架中各杆件都是钢板焊接成的箱室单元，可按梁单元进行计算。
反力架支撑结构图1、强度验算把反力架圆环分成三个部分，上钢环，中钢环和下钢环，受到盾构力的反力上钢环15%中钢环40%下钢环45%考虑，不考虑上端与下端的支撑。
采用midas civil 建模如下图。
荷载如果按规范，把压力看成动载，和自重进行组合，压力按照1500T 验算。
强度上：N= 1.2*G+1.4*P 刚度上：F = G+P 计算结果最大应力在176Mpa 左右，满足要求。
.i-76410c+00 5L44377e+€D5—-a.03105s +004 ——4.B27S0# +004——1.52450e +0D 斗 □ ,00000e *0004.732D9e ―-7.385365+004 -1.1 LBS -i-OO 5-1.75953&+O0S CB:霉雙 MAX 1 1 MITJ ! 49壬牟T廊樣壬录1 ~ 单扫khl/m rZ; 口，二 ES2、最大变形验算最大变形在上部4.2mm 左右。
这是不考虑上部支撑与下部支撑， 且力进行了组合，而且强度上是压力的1.4倍计算的结果，如果加上 支撑，按实际力进行计算，变形及应力要小很多，完全满足要求。
MIDAS^ivil POSTPROCESSOR SEAM STRESS3、焊缝强度验算由上面的计算可知，总共有6道支撑支持反力架，其中两道斜撑,4道直撑，按照最不利受力状态，盾构机以最大推力推进，每个钢支撑所受的平均力大小为2500kN,根据作用力与反作用力原理，预埋钢板所受的压力也为2500kN方向为与预埋钢板成45°角斜向下, 因此预埋钢板受到的水平力为：2500kN cos45 二1768kN焊缝的强度验算：N h e1 w 1768 10314 1712二73.8N / mm2N h e1w 1768 10314 1712 二73.8N/mm2岂：f f wt= 1.22 200= 244N/mm2MID AS 心ilPO5T-PROCESSORDISPL ACEMEfJT匚日；邑盂MAX ! 47MIN s 13 3333 3 33_3^-^K二飪益趙生-丈件£諫拥51尢琵1=H F日制CI5： 1^/20 172 2 )(73.8)273.82 =95.4N /mm2乞200N / mm2■- 1.22其中，h f 为20mm l w为500 (投影长度)2 2X 2-10=1712mm式中h e——角焊缝的有效厚度（mm）,对直角角焊缝取0.7h f，h f 为较小焊脚尺寸;l w -------------角焊缝的计算长度（mm）,每条焊缝取实际长度减去10mmf wt ――角焊缝的强度设计值（N/mm2）[f ――正面角焊缝强度增大系数，静载时取1.0，动载时取 1.2。
托架反力架计算书
目录一、盾构机始发前的受力 (1)二、盾构机的总推力计算 (1)2.1计算参数 (1)2.2盾构荷载计算 (2)2.3盾构机总推力计算 (2)三、始发托架的设计 (4)3.1始发托架的用途及受力 (4)3.2始发托架设计及固定 (4)3.2.1始发托架验算 (5)四、反力架的设计 (8)4.1设计、计算总说明 (8)4.2反力架材料强度复核 (9)4.3反力架支撑强度复核 (13)4.3.1底部支撑计算 (13)4.3.2顶部支撑计算 (14)4.3.3盾构方向左侧斜撑计算 (14)4.3.4盾构方向右侧斜撑计算 (15)一、盾构机始发前的受力整个盾体支承在始发托架上，盾构主机仅有重力G约3950kN作用在始发托架上，重心距刀盘面约4m，刀盘悬臂置于托架前端，托架前端离始发掘进面（围护结构外侧面）约2m。
始发井盾构始发设计负9环始发，负9环端面靠紧反力架的反力环面，负9环另一端成为16组推力油缸的支撑面，提供掘进支撑反力，盾构机始发前受到始发托架两个导轨的支撑反力。
二、盾构机的总推力计算根据隧道工程条件，盾构主要参数计算按进洞时水压位置进行计算。
根据隧道纵剖面图及地质堪察报告得盈中车辆基地出入段线进洞埋深约10米。
地下水位埋深按2m进行计算。
2.1计算参数管片内径：Φ5500mm管片外径：Φ6200mm管片厚度：350mm管片宽度：1200mm覆土厚度：10m水头压力：180kPa土容重：γ＝19.2kN/m³土的侧压力系数：0.4盾构机重量：约395t盾构机主机长度：9.095米（铰接油缸按回收完计算）盾构尾部的外径为：Φ6420mm＝6460mm盾构刀盘直径为：D钢与土的摩擦系数μ1＝0.3车轮与钢轨之间的摩擦系数μ2＝0.15后配套系统G1＝200t最大推力F：42580kN额定扭矩：6307kNm脱困扭矩：7569kNm2.2盾构荷载计算地层参数按③5砂质粉土选取，土体中含水量为23%－27%左右。
反力架计算书..
目录一、设计、计算总说明 (1)二、计算、截面优化原则 (1)三、结构计算 (1)3.1 反力架布置形式 (1)3.2力学模型 (2)3.3 荷载取值 (3)3.4力学计算 (3)四、截面承载能力复核 (6)4.1 截面参数计算 (6)五、截面优化分析 (8)六、水平支撑计算 (9)七、螺栓连接强度设计 (10)7.1计算参数确定 (10)7.2 弯矩设计值Mmax和剪力设计值Vmax (10)一、设计、计算总说明该反力架为广州市地铁21号线11标[水西站～长平站]盾构区间右线盾构机始发用。
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1600吨水平推力为设计值。
反力架内力计算采用中国建筑科学研究院开发的PKPM2005版钢结构STS 模块为计算工具。
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、参照以往施工项目的设计经验为指导，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施工项目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。
图3-1 反力架平面布置图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6630mm，上下各有两个横梁，计算跨度为5700mm。
反力架计算书
1、反力架概述1）反力架介绍:本项目所用反力架主梁采用I630型钢,高7.26m.中间基准环外径6m，内径5.4m, 钢结构整体安装精确.反力架与中板和底板之间做横撑、斜撑.横撑、斜撑与中板及底板预埋件焊接牢固.基准环2）反力架支撑体系介绍在反力架后两侧分别设水平横撑及斜撑共四道钢支撑，每道钢支撑由两根H25型钢并排焊接而成。
推力由钢支撑传到反力基座上。
示意图如下：反力架支撑示意图2、力学简化本项目所采用海瑞克盾构机共有20个推进油缸,分成四组，每组5个油缸，总推力3640t.平均每组推力为1820KN。
由于AC、AB、CD、BD四边受力相同.故以AC 为计算边,计算最大挠度.AC边承受5个油缸作用,推力极限大小为1820×5= 9100KN.3、q值的确定q=(5×1820)∕6.51=1397.85KN∕ME=2.06×105N∕mm24、最大挠度计算L=(5ql4) ∕(384EI)=(5×1397.85×7.624×12) ∕(384×2.06×108×0.6×1.13)=4.475mm因为在实际受力时还有四个斜撑,所以实际的变形量<4.475mm,结构安全.5、混凝土强度计算反力架受力时是把全部力分散到4个混凝土面垂直的撑以及4个斜撑上,这里为方便计算忽略斜撑的作用,即假设所有千斤顶均同时加载到极限值后作用到4个混凝土支撑面上.混凝土受力最大点为反力架的上部顶托处,该处的接触面积S=400×1400mm2.在千斤顶作用后最大压力为P=1820×5/4=2275KN,混凝土等强后能承受的最大压力为G=30×400×1400=16800000KN>P=2275KN,所以盾构掘进时混凝土板安全.综上所述,在盾构掘进时反力架和混凝土面均处于安全状态。
反力架计算
反力架计算反力架计算书一、盾牌推力根据地铁五号线宋家庄-刘家盾构机总推力的施工经验，设计盾构机总推力为2000t 能满足施工的要求。
二、为简化计算，假设以下内容：通过简化计算，盾构始发时需要反力架提供后座力约2000t，下图为反力架简化受力点，杆件受集中荷载，每点约为500t。
在计算截面弯曲应力时，所以构件均简化为一端固定，一端简支的情况进行验算，然后再考虑超静定的外加力。
三、图纸说明1．图纸中所有尺寸均以mm计；2.图中所有构件所用钢板厚度均为30mm或20mm，无其他厚度的钢板。
杆体材料为20mm厚钢板，杆端钢板厚度为30mm。
3.图中所示各杆件的机械连接均采用m30长度l=150mm强度等级为10.9的高强度螺栓进行连接，所示螺栓孔孔径均为32mm。
经计算，1根m30的高强螺栓(10.9级)的抗剪强度为：n=0.9x2x0.35x355=223.65kn≈22t；4.根据实践经验，对柱和底梁进行了加固，避免使用时变形，再次使用时影响配合效果。
柱和梁采用同一截面。
经计算，截面a的惯性矩为：iz=8.42x10mm，wz=2.8x10mm，ymax=300mm。
5.箱形杆件在满足双面焊接的情况下必需进行双面焊接，在不能满足双面焊时，九4七34123钢板的焊缝应做成30°斜槽进行塞焊。
焊缝高度不小于20mm，有效焊缝高度不小于14mm。
经计算，1m焊缝的抗剪承载力和抗拉承载力为329t，反力框架与预埋件之间的焊缝长度为12.8m，满足施工要求。
（计算如下：有效焊缝长度为1m，he=0.7hf=0.7）×20=14mmn=бfHelp=235n/mm2×14mm×1000mm=3.29×106n=329t，即每米高度20mm的焊缝承载力为329t。
）6.本卷共有5幅图纸，部分细节略去。
请仔细阅读图纸；四、预埋件抗拔力、抗剪力计算1、预埋件自身抗拔力计算：lw=18×（15cm-1cm）×2=5.04m垂直于焊缝长度的力：n=5.04×329t=1658t实际施工中设三块1.4×1.4的预埋板用于抗拔和抗剪，总抗拔力（抗剪力）f=3n=4974t，满足要求。
长乐坡盾构机反力架及托架检算书
长乐坡盾构机反力架及托架检算书
2009.11.24
一、计算依据
西安始发托架加工件图、反力架和预埋件图，及其参数情况。
二、反力架计算
（1）计算内容及说明：
负压环区采用沿圆周共10台布置，每台200吨力施加。
约束根据实际采用铰支撑。
反力图如下，单位KN：
后背斜腿梁轴力图
负压区的受弯
（2）结论及建议
后背墙斜腿达到532吨的轴力，建议增大截面，截面选型上尽量采用圆形截面，如果采用H型截面多设加劲。
负压环区虽然出现了732.7KN.m的弯矩,但是发生在截面加强区,不会造成大的后果。
预埋件抗剪请按照反力图确定是否重新设置。
其他杆件工作正常。
二、托架计算
（1）荷载情况
假设10号梁共分担1/8的重量，3号梁共分担7/8（约87.5%）的
组合最大应力137.5MPA.其它杆件合理.。
盾构分体始发反力架与导梁计算书
盾构分体始发反力架与导梁计算书反力架与导梁计算书1工程概略1.1 编制依照1、整体施工进度计划与主体结构施工计划；2、武汉地铁有关规定与商定；3、武汉地铁 6 号线一期土建工程施工图设计技术要求；4、我公司现有的技术水平、施工管理水平易资本投入能力，机械设备配套能力；5、我公司近似工程的施工经验和科研成就；1.2 编制目的左线盾构施工已进入始发调试阶段，估计2014 年 3 月 17 号盾构机始发，为准时、保质保量达成地铁施工任务特编制此施工方案。
1.3 主要工程量本项目施工使用资料以下：反力架一套，直径609mm 钢支撑约 48m，600*25 工字钢 15m；混凝土总用量为： 8m3，模板为 16.2m2，钢筋用量为 0.751t。
2施工准备2.1 施工技术准备1)做好技术交底工作。
本工程每一道工序动工前，均需进行技术交底，技术交底是施工公司技术管理的一个重要制度，是保证工程质量的重要要素，其目的是经过技术交底使参加施工的全部人员对工程技术要求做到成竹在胸，以便科学地组织施工和按合理的工序、工艺进行施工。
2)技术交底专业均采纳三级制，即项目部技术负责人→专业工长→工人。
2.2 施工物质准备1)资料准备依据施工进度计划和施工估算的工料剖析，制定工程施工资料供给计划。
对各种设备资料按计划进场。
2)施工机械准备依据施工进度计划和施工估算供给的施工机械数目，对拟用的电钻、钻头、空压机、焊机等做好提早准备工作。
3导梁浇注制作3.1 始发导梁施工工艺流程盾构井清理→洞门丈量→放线→地板打眼→织筋→制模→浇注3.2 始发导梁设计要求及图纸本始发导梁参照盾构始发架尺寸参数而设计，采纳C50 钢筋混凝土结构，导梁内空为 2M，外侧高度为 0.64M，内侧高度为： 0.55M 宽度为： 0.8M，长度为9M,纵筋级别为 HRB335，抗剪腹筋等级为HPB235。
底板织筋为插入盾构井底板底板下 20CM。
在底板与盾构机的接触面采纳150*20CM的工字钢代替混凝土接触面，接触面预留10CM为振捣棒插进口。
地铁反力架、托架计算书docx
回转半径（i） ix=10.81cm iy=6.32cm ix=8.62cm iy=5.02cm ix=4.78cm iy=1.53cm
面积矩（s） Sx=476.28cm3 Sy=221.53cm3 Sx=262.74cm3 Sy=121.9cm3 Sx=29.6cm3 Sy=8.81cm3
HW250*250*9*14
图 4-18 始发井支架剪应力云图
图 4-19 紫霞三路站支架剪应力云图
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西安地铁 9 号线 5 标项目部
图 4-20 二次始发井支架剪应力分布图
图 4-20 地裂缝暗挖隧道支架剪应力分布图 根据各工况下剪应力计算分析结果显示， 剪应力最大值发生在支座、 及侧向支撑的位置，由计算结果可知： 1. 在盾构始发井始发时反力架剪应力最大值 80.84Mpa， 分布上下 横梁支座处；
A=13.28cm2 A=187cm2
3.2 荷载计算 3.2.1 始发托架荷载
1. 始发托架自重荷载（软件自行计算） 2. 盾构机主机荷载
表 3-3 盾构主机荷载
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序号 1 2 3 4
名称 刀盘 前盾 中盾 尾盾
数量 1 1 1 1
规格尺寸（mm） Φ6280*1785 Φ6280*2083 Φ6280*2820 Φ6280*3890
4-1 吊入前盾后托架荷载工况
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4-2 吊入前盾后托架变形
4-3 吊入前盾后支架剪应力云图
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4-4 吊入前盾后支架组合应力图
盾构托架、反力架计算书 - 6-20
220千伏东台-盖山线路缆化工程（电缆土建部分）0#-5#工作井盾构基座、反力架计算书审核复核编制中电建路桥集团有限公司福州电力缆化工程总承包部二○二○年六月第1章基座计算书一、计算依据（1）《钢结构设计标准》（GB50017-2017）；（2）《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）；（3）163#、009#盾构机设计图纸；二、基本参数（1）盾构机参数中交天和163#盾构机盾体总重约333t、009#盾构机盾体总重226.1t。
163#盾构机组件尺寸及重量表（2）盾构机基座盾构机基座使用250×250 H型钢制作，共12道横向支撑。
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，轨道梁和支架采用焊接形式连接，其结构图如下。
基座平面图基座纵断面图基座横断面图（4）受力分析盾体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，主要受力梁为1号、2号与3号梁。
受力验算：盾构总重G=333t 其中：盾构刀盘重量G1＝35t 长度L1=1.882m；前盾总成重量G2＝105t L2=2.922m；中盾重量G3＝95t 长度L3＝2.765m；盾尾重量G4＝28t,长度L4＝4.090m。
由上面盾构各节段位置的重量和长度，可知结构最不利位置在前盾与刀盘组装后。
009#盾构机前盾加刀盘重量小于163#盾构机前盾加刀盘，因此只需检算163#盾构前盾下方的支承架是否满足受力要求即可。
取荷载分项系数取1.5，动载系数取1.25，则盾构前盾总成下方每根钢轨荷载为：P=1.5*1.25*1400/(2*2.922*sin62.5°)=506.3kN/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=506.3kN/m。
取支架单元支架计算：1）①号纵梁受力检算（按简支梁计算）：Mmax=ql/8=506.3×0.892/8=56.5kN/m查表可知P43轨（50Mn材质）截面参数为Wx=217.3 (cm3)、屈服强度σs (MPa)≥390MPaσmax=Mmax/Wx=56500/217.3Pa=259.8MPa<390MPa满足刚度要求。
反力架及发射托架计算书
附件一反力架及发射托架计算书1、反力架计算模型采用梁单元共计225个，上下横梁根据实际设置水平约束在两端及中间，图一：模型图荷载情况：根据现场地质情况，启动推力取3000T，环向分布于负压环16组油顶位置。
（1）水平反力仅仅显示关注的水平向反力，其反力图如下图二（单位KN），并汇总于下表一;表一：水平反力汇总表（KN）如下图三，斜靠梁轴力为300T，现场设置斜撑保证其稳定性。
图三：斜靠梁轴力图截面特性I=9.584x10-4m4；A=2.2167 x10-2m2 压杆稳定计算[]10.02mNAi mφσ≤====l约取0.6米1320.6300.020.9363000101410.9361881752.126710liMpa Mpaμλφ-==≈=⨯=≤⨯=⨯（3）钢负压环应力及挠度应力如下图四，最大弯应力185Mpa，小于容许值。
挠度如下图五，最大水平位移7mm。
图五：水平位移（4）立柱及上下横梁弯应力，最大175Mpa, 如下图六；水平力作用后最大水平位移5mm，见图七；图七：立柱及上下横梁位移图2、托架计算（1）荷载情况盾构重量为450T，按照10号梁（8米长）分担1/8的重量，35.2KN/m,3号梁（9(2)如下图九，弯矩和轴力组合最大应力137.5Mpa，杆件安全。
图九：托架应力图计算结论通过以上计算分析，反力架和托架各个构件安全。
反力架设计计算书
反力架计算书设计焊接箱形钢梁截面选用I63 组合而成，16mm厚A3钢板加工焊接成型,梁上作用盾构推进荷载。
钢材屈服强度fy =235N/mm2,屈服剪力fv=136N/mm2。
荷载系数对恒载取1.2，对活载取 1.4，钢材的抗拉、抗压和抗弯强度设计值fd=215N/mm2,抗剪强度设计值fvd=125N/mm2. 箱梁具体截面尺寸见图。
长梁计算一、梁截面系数梁截面尺寸如下图所示:图1.1 梁截面图A=16750×3+178×3×16=67338（mm2）1.1对两主轴弹性截面模量X轴距上、下翼缘边缘的距离：y1=332（mm）y2=267（mm）惯性矩：Iy=3×980840000﹢2×534×16×3232=4725293952（mm4）Ix=3×18120000﹢2×16×5343/12﹢2×16750×1782=1115774000（mm4）截面模量： Wx =Ix/y2=1115774000/267=4178928.8（mm3）W y =Iy/x2=4725293952/332=14232813.11（mm3）1.2荷载与内力盾构始发总推力为2000T，共由四个横梁来承担，故单个横梁承受载荷为500T均布荷载: 集中荷载设计值:F=5000(KN)二、荷载组合2.1确定最不利组合根据反力架背后支撑情况，进行力学建模，按不等跨连续梁计算：2.2集中荷载弯矩：-3825.7KN.MM5285KN.MMM剪力：1830.76KN1664.73KN-3169.24KN2.3均布荷载根据计算均布荷载占集中荷载的1.97%，此处忽略不计。
2.4荷载组合M=5285.78（KN/mm）maxV=3169.24（KN）max三、截面强度验算3.1弯曲正应力：按边缘强度准则：Mx /Wnx=5285.78×103/14232813.11=0.4(N/mm2)＜fd=215 N/mm2满足要求；3.2剪应力：τmax =Q/A=3169.24×103/663378=4.8(N/mm2) ＜fvd=125N/mm2满足要求；四、腹板加劲肋区格的稳定计算箱梁设加劲肋，分隔加劲肋间距150mm，四面固定，加劲肋区隔可不验算局部稳定性。
始发反力架结构设计与计算(新)
一、反力架支撑基本结构反力架支撑杆采用两榀488＃型钢，材质为A3钢。
二、反力架支撑受力情况反力架斜撑1与反力架角度为81.6°,为4.75米；反力架斜撑2与反力架角度为77.5°,为4.63米；反力架斜撑3与反力架角度为76.6°,杆长为4.37米。
都承受压力和弯矩力，但反力架斜撑1与横梁1、反力架斜撑2与横梁2、反力架斜撑3与立柱1都是一个整体支撑体系，其产生的弯矩力由横梁2和立柱1承受，则横梁1、横梁2和立柱1要承受拉力或压力。
反力架4与反力架角度为90°，只承受压力，长为4.93米。
三、强度计算材质A3钢[σ]=210MPa1、反力架所受载荷管片总受力为1800吨，即反力架所受载荷，每个支撑所受外力为F=4500KN，不考虑自重。
2、计算由于反力架斜撑3与反力架角度最小，它所承受的压力最大，如斜撑3满足抗压强度要求，则其它斜撑都满足要求。
反力架斜撑3和立柱1的强度计算1）、受力分析斜撑3承受压力N1=4500/sin77.6°=4625.9KN立柱1承受拉力N2=4500×cos77.6°=1042.9KNb、强度计算则支撑杆3度为：σ=N1/A=4625.9×103/2×10-4=140.69MPa＜[σ]立柱1承受抗(压为：σ=N2/A=1042.9×四、稳定性计算支撑杆4稳定性计算(支撑杆1、2、3长度小于支撑杆4长度，不用计算)材质A3钢λ1为：λ1=(π2E/σp)1/2=(π2×210×109/200×106)1/2=100λ=μl/i[i=7.03cm（最小），μ=0.7]λ=0.7×4.93/0.0703=49.1λ2=(a-σs)/b(其中a=304，σs=235，b=1.12)=61.6λ＜λ2＜λ1，属于小柔度杆，只需进行强度校核。
反力架与托架计算书
1、始发/接收托架计算书1.1始发/接收托架简介始发/接收托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/接收托架井底地基，轨道梁和支架采用螺栓、焊接形式连接，其结构图如下所示：图1.1 支承架主视图图1.2 支承架平、侧面图1.2受力分析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、受力验算盾构总重G=377t 其中：盾构刀盘重量G1＝68t 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。
3、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/mmax max m []181xM MpW σ=σ=max max 62791048.1579.810x M Mpa W -σ===⨯满足刚度要求 底横梁检算：F ＝P ×cos62.5°=130.15t,平均分配到4根横梁上，则每根横梁拉力T 1＝32.54t T=2T 1＝65.08满足受力要求。
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bN=164KntN≥F/bN=650800/164000=4 满足设计要求t1.3结论以上力学分析中所采用的受力模型有些采用简化计算，但计算结果都偏于安全，能够满足结构力学要求。