反力架、托架计算
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。
托架计算
A 托架计算一、 计算原则副井采用单绳提升，钢丝绳防坠器。
由于多种原因引起容器的横向摆动，产生作用于罐道和罐道梁的水平力和垂直力，根据经验确定以水平力为主。
计算井筒装备时，罐道、罐道梁上的计算荷载主要按容器运行过程中与罐道相互作用而产生的水平力计算。
副井提升速度5.42m/s ，绳端最大荷重70KN 。
二、 计算依据按原联邦德国经验公式计算QK n P H 1=式中 P H ——提升容器运行时的水平作用力，N ；Q ——提升终端荷载，N ；K ——托架层间距换算系数，150015005.01-+=H KH ——设计采用的托架层间距，mm ；n ——与提升速度有关的系数。
提升容器对托架所产生的垂直荷载为其水平力的1/4，即H V P P 25.0=计算得：83.11500150040005.01=-+=K N P H 3.583383.170000221=⨯⨯= 计算得： N P V 3.1458=三、 托架的计算1、托架的强度计算由于水平力P H 产生的弯矩为：cm N b a P M H H ⋅=+=+=98.411830)96.61(3.5833)(cm N b a P M V V ⋅=+=+=98.102955)96.61(3.1458)( 式中 a ——罐道与上托架连接处到井壁距离，取61.6cm ； b ——罐道高度的一半，取9cm 。
托架截面的几何尺寸，如图所示托架截面的形心至边缘距离L 1和l 2为：cm bd aH bd aH L 77.22)2.24.306.526.3(22.24.306.526.3)(222221=⨯+⨯⨯+⨯=++=cm L H L 83.2977.226.5212=-=-=托架截面对X 轴的惯性矩和截面系数为：4333332312.79607)2.192.332.364.28.2040(31)(31cm bh aL BL I X =⨯-⨯+⨯=-+=3113.38278.202.79607cm L I W X X ===3121.21992.362.79607cm L I W X X === 托架截面对Y 轴的惯性矩和截面系数为：[][]4333315.85974.2)6.157(406.1121)(121cm a d H dB I Y =-+⨯=-+= 386.4292cm BI W Y Y == 对托架的强度进行校核：2/14.9754.602698.10295586.42998.411830cm N W M W M X V Y H =+=+=δ 2/21500cm N f =<f ——钢板的抗弯强度设计值，对于Q235钢，取2152/mm N 。
托架计算
A 托架计算一、 计算原则副井采用单绳提升，钢丝绳防坠器。
由于多种原因引起容器的横向摆动，产生作用于罐道和罐道梁的水平力和垂直力，根据经验确定以水平力为主。
计算井筒装备时，罐道、罐道梁上的计算荷载主要按容器运行过程中与罐道相互作用而产生的水平力计算。
副井提升速度5.42m/s ，绳端最大荷重70KN 。
二、 计算依据按原联邦德国经验公式计算QK n P H 1=式中 P H ——提升容器运行时的水平作用力，N ；Q ——提升终端荷载，N ；K ——托架层间距换算系数，150015005.01-+=H KH ——设计采用的托架层间距，mm ；n ——与提升速度有关的系数。
提升容器对托架所产生的垂直荷载为其水平力的1/4，即H V P P 25.0=计算得：83.11500150040005.01=-+=K N P H 3.583383.170000221=⨯⨯= 计算得： N P V 3.1458=三、 托架的计算1、托架的强度计算由于水平力P H 产生的弯矩为：cm N b a P M H H ⋅=+=+=98.411830)96.61(3.5833)(cm N b a P M V V ⋅=+=+=98.102955)96.61(3.1458)( 式中 a ——罐道与上托架连接处到井壁距离，取61.6cm ； b ——罐道高度的一半，取9cm 。
托架截面的几何尺寸，如图所示托架截面的形心至边缘距离L 1和l 2为：cm bd aH bd aH L 77.22)2.24.306.526.3(22.24.306.526.3)(222221=⨯+⨯⨯+⨯=++=cm L H L 83.2977.226.5212=-=-=托架截面对X 轴的惯性矩和截面系数为：4333332312.79607)2.192.332.364.28.2040(31)(31cm bh aL BL I X =⨯-⨯+⨯=-+=3113.38278.202.79607cm L I W X X ===3121.21992.362.79607cm L I W X X === 托架截面对Y 轴的惯性矩和截面系数为：[][]4333315.85974.2)6.157(406.1121)(121cm a d H dB I Y =-+⨯=-+= 386.4292cm BI W Y Y == 对托架的强度进行校核：2/14.9754.602698.10295586.42998.411830cm N W M W M X V Y H =+=+=δ 2/21500cm N f =<f ——钢板的抗弯强度设计值，对于Q235钢，取2152/mm N 。
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、托架计算
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。
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，四个集中受力范围内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 2：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/29327mm 2cos38°=50。
5N/mm 2， 钢材设计强度为235N/mm 2，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:1234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 计算,由受力分析可得发射架每边承受总力：︒=︒27sin 125sin 3741G ，得t 278.207G 1= 发射架共13道横向支撑，共12个区间,每个区间受力:KN 73.172 /1278.2072G ==，最后力传递至横向支撑，由13个支撑承受，得水平力:KN F 39.7263cos 1378.2072=︒⨯=（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：24m 102670.03.890 A -⨯=⨯=，2号梁长0.567m L =。
支撑钢板最小惯性矩4433m in1088.212)03.0(89.012m bh I -⨯=⨯==，0087.01212i 23min min====h bh bh A I ，长细比59.320087.0567.05.0min =⨯==i l μλ（两端固定，0.5=μ），经查表：221,62,105λλλλ<==，属小柔度结构，其强度计算公式为:[]MPa MPa A G 23547.6102671073.17243=<=⨯⨯==-σσ，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[]MPa MPa KN A F 23591.6107.041/39.72/4=<=⨯==-σσ 满足受力要求。
反力架计算
11.2、反力架检算书（1）概况反力架作为盾构机始发阶段的平衡力系结构，它必须能够承受盾构机始发阶段所提供的始发推力，反力架整体结构以及各细部构件均要求满足施工生产的强度、刚度、稳定性的要求。
兰州地铁轨道交通1号线奥体中心站-中间风井区间隧道反力架主体结构由2根（500x600mm）的立柱和2根（500x600mm）的横梁组成，为了使结构整体稳定性更好则在腹板两侧添加了肋板。
右线反力架主体结构南侧立柱有斜支撑将力传递到在车站结构墙上(在结构墙上提前安装预埋件)，北侧立柱直接用竖梁将力传递至结构墙上（在结构墙上提前安装预埋件）。
（2）检算内容①竖梁的受力检算②横梁的受力检算③支撑的受力检算（3）检算过程盾构机推进油缸分上下左右四个区，共计32个油缸，左右区各个8个，上区6个，下区10个，最大总推力为10000KN，其中上区、下区总推力达5000KN/区，左右区总计5000KN/区,四个区可通过调整区压来调整盾构机的分区推力。
①立柱的受力检算立柱受力计算简图立柱截面图如下所示：立柱截面图立柱剪力图(KN)立柱弯矩图(KN.m)立柱结构为超静定结构，按结构力学计算出支撑1、支撑2及支撑3对立柱的反作用力分别为2713.4KN、1776.1KN、557KN，其中截面的最大剪力为1790.8KN,截面最大弯矩为571.37KN ·m1、强度验算 Ⅰ.抗弯计算σmax max x My I =x I =（500×6003-460×5403）/12=3.55×10-24mσ＝571370×0.27/(3.55×10-2)＝4.352/N mm <f=2052/N mm Ⅱ.抗剪计算立柱既承受弯矩，同时又承受剪力，剪应力的计算公式如下：v wf t VSI τ=≤式中：V ——梁的剪力设计值；S ——计算剪应力处以上毛截面对中和轴的面积矩 其中S=500×30×285+270× 20×135×2=57330003mm I ——毛截面惯性矩tw ——腹板厚度为20mmv f -抗剪强度，125N/mm2w t VS I τ==1790800×5.73×10-3/(3.55×10-2×0.02)=14.462/N mm 2v <f 125/N mm =,故满足要求III ．梁整体稳定验算立柱受压翼缘自由长度与宽度之比002032354.061650yl b f ==<2205/y f N mm =故不需要验算立柱的整体稳定性。
反力架受力计算
反力架受力计算一、反力架的结构形式1、反力架的结构形式如图一所示。
图一反力架结构图2、各部件结构介绍2.1 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2.2 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。
2.3 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2.4 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。
图四八字程接头结构图二、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。
1、立柱支撑：材料均采用直径500mm，壁厚9mm的钢管，内部浇灌混凝土提高稳定性。
始发井西侧立柱支撑是2根直撑(中心线长度为3875mm)，始发井东侧立柱是2根斜撑(中心线长度分别为8188mm和4020mm，与水平夹角分别是29度和17度)。
如下图所示西侧立柱直撑型式东侧立柱斜撑型式2、上横梁支撑：材料均采用直径500mm，壁厚9mm的钢管，内部浇灌混凝土提高稳定性，中心线长度分别为4080mm、4141mm、4201mm，其轴线与反力架轴线夹角为15度。
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、支撑受力计算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钢管截面特性：弹性模量E=205X105，最小惯性矩=41860/ cm4，截面积=138.76 cm2。
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。
反力架受力计算
反力架受力计算一、反力架的结构形式1、反力架的结构形式如图一所示。
图一反力架结构图2、各部件结构介绍2.1 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2.2 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。
2.3 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2.4 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。
图四八字程接头结构图二、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。
1、立柱支撑：材料均采用直径500mm，壁厚9mm的钢管，内部浇灌混凝土提高稳定性。
始发井西侧立柱支撑是2根直撑(中心线长度为3875mm)，始发井东侧立柱是2根斜撑(中心线长度分别为8188mm和4020mm，与水平夹角分别是29度和17度)。
如下图所示西侧立柱直撑型式东侧立柱斜撑型式2、上横梁支撑：材料均采用直径500mm，壁厚9mm的钢管，内部浇灌混凝土提高稳定性，中心线长度分别为4080mm、4141mm、4201mm，其轴线与反力架轴线夹角为15度。
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、支撑受力计算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钢管截面特性：弹性模量E=205X105，最小惯性矩=41860/ cm4，截面积=138.76 cm2。
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.。
盾构机反力架始发架托架钢套筒受力计算
一、始发架受力验算盾构机重量表由上表得出盾构机总重为T=452t始发架剖面图始发架平面结构图（1）钢轨计算钢轨在前盾处受力最大，因此选择前盾部分的始发架进行计算，此段始发架长度为2880mm。
钢轨受斜向正压力，其腹板厚度为15mm。
前盾约155t，则每侧钢轨受竖直方向的力为78t，其轴向压力为F1=78/COS26.5°=87.2t。
则由前盾对钢轨腹板所产生压应力：σ1= F1/A =87.2/（2880×15）=20.7MPa刀盘重75t，每侧钢轨受竖直方向的力为38t，其轴向压力为F2=38/COS26.5°=42.5t。
仅按钢轨最前端200mm受力，则由刀盘对钢轨腹板所产生压应力：σ2= F2/A =42.5/（200×15）=142MPa普通碳素轨的屈服极限为405 MPa，按1.5安全系数取，其容许应力为270 MPa。
则钢轨腹板总压应力为：σ1+σ2=20.7+142=162.7 MPa<270 MPa因此，其强度符合要求。
（2）工字梁计算工字梁纵向按预埋钢板中心为支点进行计算，其受力简图如下所示。
经计算，其最大弯矩为61.69t.m，最大剪力为204.1t。
如下图所示。
工字梁截面属性如下：惯性矩: I=3×109mm4惯性半径: y=329mm腹板有效面积: A=25920mm2工字梁采用Q345B材质进行制作，其强度计算如下：弯曲应力：σ=My/I=61.69×329×107/（3×109）=67.7MPa<230 MPa剪应力：τ=204.1×104/25920=78.7 MPa<132 MPa因此，其强度符合要求。
（3）横梁计算横梁计算时，不考虑工字梁底部与预埋钢板的焊缝，前盾处始发架的横梁受力最大。
单侧梁承受前盾的竖向载荷为80t，因此由前盾产生的横向水平拉力为:F1=80×tan26.6°=40t，前盾处始发架有4根横梁，平均每根横梁受力为10t。
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。
反力架计算书
反力架计算书-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1目录一、设计、计算总说明 0二、计算、截面优化原则 0三、结构计算 0反力架布置形式 0力学模型 (1)荷载取值 (2)力学计算 (2)四、截面承载能力复核 (5)截面参数计算 (5)五、截面优化分析 (7)六、水平支撑计算 (8)七、螺栓连接强度设计 (9)计算参数确定 (9)弯矩设计值Mmax和剪力设计值Vmax (9)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。
托架内力计算样图
托架内力计算：1.托架受力：屋架传来的支反力设计值：KN P W 6401034300=⨯+= 托架自重标准值：KN P P W T 8.16402.0=+⨯=作用于托架跨中集中力设计值: KN P P P T W 8.6562.1=+= 2.杆件截面选择：腹杆最大内力KN N 8.6567=,查表可知：中间节点板厚度为12mm, 支座节点板厚度为14mm. ① 上弦杆：（1号杆） 整个上弦杆按最大内力KN N 8.6561-=计算。
cm l ox 200=cm l oy 600=假定80=λ，查得：688.0=ϕ 需要的截面面积：2231req40.4410215688.0108.656cm f N A =⨯⨯⨯==ϕ5.280200xreq ===λoxl i5.780600yreq ===λoxl i 选2L 10100160⨯⨯短肢相并，264.5032.252cm A =⨯= cm 85.2x =i cm i 78.7y =[]15018.7085.2200x =<===λλx ox i l （满足）[]15012.7778.7600y =<===λλyoy i l （满足） 双角钢T 形截面绕对称轴应按弯扭曲计算换算长细比yz λ，由于2156.016116b 11=<==b l t oy ，所以12.77yz ==y λλ12.77m ax =λ，查表706.0=ϕ22231/215/7.1831064.50706.0108.656mm N f mm N A N =<=⨯⨯⨯=ϕ （满足）② 下弦杆：（2号杆）整个下弦杆按最大内力KN N 2.9852=计算。
cm l ox 200=cm l oy 600=需要的截面面积：2232req82.4510215102.985cm f N A =⨯⨯== 选2L 12100⨯，26.458.222cm A =⨯= cm 03.3x =i cm i 63.4y =[]2500.6603.3200x =<===λλx ox i l （满足）[]2506.12963.4600y =<===λλyoy i l （满足）22232/215/1.216106.45108.656mm N f mm N A N =≈=⨯⨯= （满足）③ 端斜杆（3号杆）：内力KN N 4.4643-=， cm l l l oy ox 5.282===假定100=λ，查得：555.0=ϕ 需要的截面面积：2233req92.3810215555.0104.464cm f N A =⨯⨯⨯==ϕ83.21005.282xreq ====λli i yreq选2L 1080125⨯⨯长肢相并，292.3871.192cm A =⨯= cm 98.3x =i cm i 38.3y =[]1507198.35.282x =<===λλx ox i l （满足）[]1506.8338.35.282y =<===λλyoy i l （满足） 双角钢T 形截面绕对称轴应按弯扭曲计算换算长细比yz λ， 由于95.1648.0818b 22=<==b l t oy ，所以3.88)15.282809.11(6.8309.11242242yz =⨯⨯+⨯=+=）（t l b oy y λλ 3.88m ax =λ，查表632.0=ϕ22233/215/4.1861042.39632.0104.464mm N f mm N A N =<=⨯⨯⨯=ϕ （满足）④ 4号杆：内力KN N 4.4644=， cm l l ox 24.2268.0== cm l oy 8.282=需要的截面面积：2234req6.2110215104.464cm f N A =⨯⨯== 选2L 780⨯，272.2186.102cm A =⨯= cm 46.2x =i cm i 75.3y =[]2500.9246.224.226x =<===λλx ox i l （满足）[]2504.7575.38.282y =<===λλyoy i l （满足）22234/215/8.2131072.21104.464mm N f mm N A N =<=⨯⨯= （满足）⑤ 5号杆：此杆为零杆，选用最小角钢即可，故选2L 550⨯。
双侧支撑反力架详细讲解版
杭州地铁1号线工程滨康路站～西兴站区间工程反力架承载力验算书施工单位计算人：施工单位技术负责人：设计确认：一、盾构推力盾构始发的推力主要由下述因素决定：盾构外周（盾壳外层板）和土体之间的摩擦阻力或粘附阻力、盾构正面阻力、管片和盾尾刷之间及盾构与始发基座轨道之间的摩擦阻力。
1.1 盾构外周和土体之间的摩擦阻力或粘附阻力这一阻力就是作用于盾构外周的土压力引起的与盾壳钢板之间的阻力，参见图1式中： D -- L --盾构的长度（m ）； P e1 --上方垂直土压力（t/m 2） P e1=γh=1.8×7.8=14.04t/m 2； Q e1 --顶部水平土压力（t/m 2） 2101/83.904.147.0m t P K Q e e =⨯== P e2 --土抗力（t/m 2） 22/1.265.148.1m t h P G e =⨯==γP g --土抗力（盾构自重反力）（t/m 2）2/57.315.84300m t A F P g ===Q e2--底部水平土压力（t/m 2）2202/27.181.267.0m t P K Q e e =⨯==μ1--土体与盾壳钢板之间的摩擦系数（一般采用0.3～0.5），取0.3。
当盾构机全部进入时：t F 72.931427.1857.31.2683.904.143.069.834.614.31=++++⨯⨯⨯⨯=1.2 盾构正面阻力这一阻力就是由作用于盾构正面开挖面土压力和水压力，或泥土和泥水的灌F 3=n s W s μs式中：n s 为隧道管片的环数（一般采用2～3），取n s =3 W s 为隧道管片每环的重量（t ），取W s =19.287tμs 为盾壳钢板和隧道管片之间的摩擦系数（一般采用0.3～0.5）。
计算结果t F 92.285.028.1933=⨯⨯= 所以盾构机始发时所需的最大推力为：t F F F F 145593.2810.49572.931321=++=++=施工时取1500t 为目标值控制盾构千斤顶总推力，并根据具体情况做相应调整。
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。
托架、屋架、桁架类型结构的反力计算
负号表示假设的指向与真实指向相反。
例 2 图(a)所示体系，物块重 F = 20 kN ，不计滑轮 的自重和半径，试求杆AB 和BC 所受的力。
解：
1. 取滑轮B 的轴销作为研究对象，画出其受力图。
2、列出平衡方程： ∑FX = 0 ∑FY = 0 ：
3.解方程得：
反力NBA 为负值，说明该力实际指向与图上假定指向 相反。即杆AB 实际上受拉力。
力系的分类 平面力系：各力的作用线都在同一平面内的力
系，否则为空间力系。
平面力系的分类
平面汇交力系：各力作用线汇交于一点的力系。
平面力偶系：
若干个力偶（一对大小相等、指 向相反、作用线平行的两个力称 为一个力偶）组成的力系。
平面平行力系：各力作用线平行的力系。 平面一般力系：除了平面汇交力系、平面力偶系、
从而得平面汇交力系的（解析）平衡条件为：
上式的含义为： 所有力在X方向上的投影的代数和必须等于零，
所有力在y方向上的力投影的代数和必须等于零。
运用平衡条件求解未知力的步骤为： 1、合理确定研究对象并画该研究对象的受力图； 2、由平衡条件建立平衡方程； 3、由平衡方程求解未知力。
实际计算时，通常规定与坐标轴正向一致的 力为正。即水平力向右为正，垂直力向上为正。
3F 2
【案例点评】 1.本题中画受力图时假设AB和AC杆都是拉杆，计 算值AB杆为正，和假设方向相同是拉杆；而AC杆 计算值为负，同假设方向相反为压杆。 2.在建立坐标系时，也可取AB所在轴线为x轴， AC所在轴线为y轴，计算结果是一样的。
N AB
300
N AC
600
x
G
Fx 0 Fy 0
y
FNAC cos 600 FNAB cos 300 0
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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。
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，四个集中受力范围内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 2：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/29327mm 2cos38°=50.5N/mm 2, 钢材设计强度为235N/mm 2，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：1234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 计算,由受力分析可得发射架每边承受总力：︒=︒27sin 125sin 3741G ，得t 278.207G 1= 发射架共13道横向支撑，共12个区间，每个区间受力：KN 73.172 /1278.2072G ==,最后力传递至横向支撑，由13个支撑承受，得水平力：KN F 39.7263cos 1378.2072=︒⨯=（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：24m 102670.03.890 A -⨯=⨯=，2号梁长0.567m L =。
支撑钢板最小惯性矩4433m in1088.212)03.0(89.012m bh I -⨯=⨯==，0087.01212i 23min min====h bh bh A I ，长细比59.320087.0567.05.0min =⨯==i l μλ（两端固定，0.5=μ），经查表：221,62,105λλλλ<==，属小柔度结构，其强度计算公式为：[]MPa MPa A G 23547.6102671073.17243=<=⨯⨯==-σσ，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[]MPa MPa KN A F 23591.6107.041/39.72/4=<=⨯==-σσ 满足受力要求。
螺栓受力：[]Mpa MPa KN A F 80067.26012.0//6/39.72/2=<===τπτ 焊缝受力：tw w f MPa t l G <=⨯⨯⨯=⨯⨯=︒77.5008.022.10454.0207363cos 1τ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⑦1-1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，⑦1-1层埋深不大，在确定盾构机拱顶处的均布围岩竖向压力P e 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： P e =γh+ P 0 P 01= P e + G/DL P 1=P e ×λ P 2=(P+γ.D) λh 为上覆土厚度，γ为土容重，γG 为盾构机重，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为地面上置荷载，P 0=2 t/m 2； P 01为盾构机底部的均布压力；P 1为盾构机拱顶处的侧向水土压力；P 2为盾构机底部的侧向水土压力；P e =1.9×12.5+2=25.75 t/m 2P 01=25.75+340/（6.25×8.39）=32.23t/m 2 P 1=25.75×0.42=10.81t/m 2 P 2 =(25.75+2×6.25)×0.42=16.06t/m 2盾构推力计算盾构的推力主要由以下五部分组成：54321F F F F F F ++++=式中：F 1为盾构外壳与土体之间的摩擦力 ；F 2为刀盘上的水平推力引起的推力F 3为切土所需要的推力；F 4为盾尾与管片之间的摩阻力 F5为后方台车的阻力πμ.)(4121011DL P P P P F e +++=3.0=μμ数，计算时取：土与钢之间的摩擦系式中：t F 3.10483.039.825.6）06.1681.1023.3275.25（411=⨯⨯⨯+++⨯=π）（d P D F 224π=为水平土压力式中：d P ，）（2Dh P d +=λγ m Dh 64.15228.65.122=+=+2/48.1264.159.142.0m t P d =⨯⨯=t F 6.386）48.1228.6（4/22=⨯=π）（C D F 234/π=式中：C 为土的粘结力，C=6.3t/m2t F 3.193）3.625.6（423=⨯⨯=πc c W F μ=4式中：W C 、μC 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内，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。
μC =0.3t F 47.143.024.484=⨯=θμθcos sin 5h g h G G F +⋅=式中：G h 为盾尾台车的重量，G h ≈160t ； θ为坡度，tg θ=0.025 μg 为滚动摩阻，μg =0.05t F 00.12116005.0025.01605=⨯⨯+⨯≈盾构总推力：t F 67.165400.1247.143.1936.3863.1048=++++=盾构的扭矩计算盾构配备的扭矩主要由以下九部分组成。
在进行刀盘扭矩计算时：987654321M M M M M M M M M M ++++++++= 式中：M 1为刀具的切削扭矩；M 2为刀盘自重产生的旋转力矩M 3为刀盘的推力荷载产生的旋转扭矩；M 4为密封装置产生的摩擦力矩 M 5为刀盘前表面上的摩擦力矩 ；M 6为刀盘圆周面上的摩擦力矩 M 7为刀盘背面的摩擦力矩 ；M 8为刀盘开口槽的剪切力矩 M 9为刀盘土腔室内的搅动力矩 a ．刀具的切削扭矩M 1⎰=001R Chrdr M )(2120max 1R h C M Γ=式中：C г：土的抗剪应力，C г=C+P d ×tg φ=2.5+13.09×tg22°=7.79t/m 2 h max ：刀盘每转的最大切削深度，h max =8cm/转 R 0：最外圈刀具的半径，R 0=3.14mm t M ⋅=⨯⨯⨯=-072.3)14.310879.7(21221 b ．刀盘自重产生的旋转力矩M 2 M 2=GR μg式中：G ：刀盘自重，计算时取刀盘的自重为G=60t R ：轴承的接触半径，计算时取为R=2.6m μg ：滚动摩擦系数，计算时取为μg =0.004 M 2=60×2.6×0.004=0.624t ﹒m c ．刀盘的推力荷载产生的旋转扭矩M 3 M 3=W p R g μz W p =απR c 2P d式中：W p ：推力荷载 ；α：刀盘封闭系数，α=0.70R g ：轴承推力滚子接触半径，R g =1.25m ；R c ：刀盘半径，R c =3.14μz ：滚动摩擦系数，μz =0.004 ；P d ：水平土压力，P d =13.09t/m 2W p =0.70π×3.142×13.09=283.82t ； M 3=283.82×1.25×0.004=1.42 t ﹒md ．密封装置产生的摩擦力矩M 4 M 4=2πμm F （n 1R m12+n 2R m22）式中：μm ：密封与钢之间的摩擦系数，μm =0.2；F ：密封的推力，F=0.15t/m n 1 、n 2 ：密封数，n 1=3 n 2=3；R m1、R m2：密封的安装半径，R m1=1.84m R m2=2.26m ； M 4= 2π×0.2×0.15×（3×1.842+3×2.262）=4.80 t ·m e ．刀盘前表面上的摩擦力矩M 5)(3235d P P R M απμ=式中：α：刀盘开口率，α=0.34；μP ：土层与刀盘之间的摩擦系数，μP =0.15 R ：刀盘半径，R=3.14mm t M ⋅=⨯⨯⨯=29.43)09.1314.315.034.0(3235π f ．刀盘圆周面上的摩擦力矩M 6 M 6=2πR 2BP Z μP式中：R ：刀盘半径，R=3.14m ；B ：刀盘宽度，B=0.775m P Z ：刀盘圆周土压力P Z =（P e +P 01+P 1+P 2）/4=（09.1663.113.3682.29+++）/4=23.46t/m 2 M 6=2π×3.142×0.775×23.46×0.15=168.95t ·m g ．刀盘背面的摩擦力矩M 7M 7=2/3[（1-α）πR 3μP ×0.8P d ]M 7=2/3（0.70×π×3.143×0.15×0.8×13.09）=71.3t ·m h ．刀盘开口槽的剪切力矩M 8απτ3832R C M ⋅=式中：C τ：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 2，φ=5°；C τ=C+P d ×tg φ=1+13.09×tg5=2.15 t/m 2m t M ⋅=⨯⨯⨯⨯=4.4734.014.315.23238π i ．刀盘土腔室内的搅动力矩M 9 M 9=2π（R 12－R 22）LC τ式中：d 1 ：刀盘支撑梁外径，d 1=3.7m ； d 2 ：刀盘支撑梁内径，d 2=2 mL ：支撑梁长度， L=0.8 m精选文库M9=2π（1.85 2-12）×0.8×2.15=26.18 t·m刀盘扭矩M为M1~M9之和M=3.072+0.624+1.42+4.8+43.29+168.95+71.3+47.4+26.18 =367.036t·m。