地铁盾构始发反力架支撑设计
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。
盾构机反力架支撑及预埋件技术交底
反力架支撑及预埋件技术交底
GDAQ330403
施工单位：
工程名称分部分项工程
交底内容：
一．目的
为了保证区间盾构顺利始发。
二．适用范围
盾构始发反力架支撑及预埋件加工安装。
三．技术交底内容
1、反力架固定后，采用6根φ420mm焊接钢管与反力架焊接作为反力支撑，其中左线使用2根斜撑，4根横撑；右线使用4根斜撑，2根横撑。
具体左右线反力架支撑布置图及尺寸如下所示：
（1）千南左线
（2）千南右线
2、预埋件
（1）左线
反力架竖支腿预埋件加工1200*800*20mm钢板2块；反力架左侧两道斜撑加工800*800*20钢板2块；因四道横撑另一端为侧墙和标准段端头，无法预埋钢板，可将预埋钢板固定至侧
墙和端头并与横撑焊接。
预埋钢板示意图如下：
（2）右线
反力架竖支腿预埋件加工1200*800*20mm钢板2块；反力架斜撑加工800*800*20钢板4块；因底部两道横撑另一端为标准段端头，无法预埋钢板，将预埋钢板固定至端头并与横撑焊接。
预埋钢板示意图如下：
3、预埋钢板大样图
根据底板标高、反力架和始发基座尺寸，确定左线回填1060mm，右线反力架面回填1084mm、基座面回填1178mm，预埋钢板大样图如下：
见证人：（监理：安全员：）
交底人：日期：
分管领导：（设备副经理：安全总监：）班组长签字：
工区主任签字：
副经理签字：
注：本交底一式三份，班组、交底人、资料保管员各一份。
武汉地铁6号线盾构隧道始发施工方案分析
脚板有足够 的抗压 强 度。
间及 两节 延伸 钢环 上共 增设 三 道 预 留管，第一 道 橡胶
由于 反 力 架 和 始 发 台为盾 构 始 发 时 提 供 初 始 的 密 封就 设一 道帘布 橡 胶，第二道橡 胶密封 由橡胶 帘布、
推 力 以及初 始 的空 间姿 态 ，在 安装 反 力架 和始 发 台时， 扇 形压板 、折 叶板 、垫片 和螺栓 等组成 ，临时密 封装置 。
架用 Ｈ 型钢及直径 ６０９钢支撑进 行加固 ：
架 搭 建 过程 中，在 洞 门钢 环底 部 利用废 模 板铺 设一 层
（１）反 力架 两立柱 上部 及上 横 梁共用六 组 Ｈ 型钢 梭槽 ，梭 槽 内高外低 ，外侧伸 出洞 门止水 箱外 ，下部用
斜支撑 ，固定在车站主体结 构中板上 ；
短钢管支 撑 。梭槽 与作业平 台交叉位置 ，直接在 梭槽上
力 作用 到土 建结 构上 ，支 撑 提 供 的反 力满足 要 求，且 为 １．７ｍ，铺 设木板 ，木板与脚手 架连接处用铁 丝绑扎牢
支 撑 有足够 的稳 定性 ，盾 构 始发 时反 力支 撑 约需 提 供 固，靠 近刀盘侧用斜撑 固定 ，保证作业平台整体 稳定性 。
２０００吨的反力，反力架支 撑考虑底 部和上 部水平支撑 ， ２．６．４ 梭槽铺 设
中间斜 撑的方 式。始发反力架 示意图见 图 ３。
因混 凝 土块 从 连 续 墙上 凿掉 后，将直 接 落入 洞 门
反 力架 定位 好 以后，分 节安 装 反 力架 部 件 ，并调 钢 环 内，清 理 过 程 中容 易造 成 帘布 橡 胶及 折 页压板 损
节 好 位 置 ；为 加强 反力 架 的稳定性 ，对 安装 好 的反 力 坏 ，且清 理工作只能在 凿 除作业 间隙进行。为此 ，脚手
地铁盾构施工中始发反力架设计及受力分析
2.3.3力学计算立柱、横梁受力计算。
根据以上分析，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，计算为横梁→立柱→支撑→井壁支座。
横梁L 1、L 2计算q 1=3750/2.71m=1383kN/m ，L 0=5.82m3）截面复核横梁及立柱采用箱式截面，采用工56b 双拼工字钢。
查询工56b 截面系数，Ix=68500cm 4，W=2450cm 3。
L 1、L 2截面复核：查弯矩图、剪力图，得M max =846.41kN ·m ；V max =1873.97kN ；σmax =M max /2W=846.41/（2×2450）MPa=172.7MPa Τmax =V max /（2×2A ）=1873.97/（2×2×540×20）MPa=43.4MPa查钢结构设计规范可知：[σ]=235MPa ；[τ]=120MPa 。
故经检验σmax <[σ]，τmax <[τ]；横梁满足强度设计要求。
柱H 、H 截面复核：（b ）计算模型图1盾构始发反力架示意图及计算模型（a ）示意图（c ）L 1、L 2弯矩图（kN ·m ）图2横梁L 1、L 2计算（a ）L 1、L 2计算简图（b ）L 1、L 2剪力图（kN ）（a ）H 1、H 2计算简图（b ）H 1、H 2剪力图（c ）H 1、H 2弯矩图图3立柱H 1、H 2计算图4计算模型计算结果最大组合应力值及位移值如图5。
由应力云图上可得，在盾构机始发推力作用下，力发生在立柱及横梁中部位173.7MPa<[σ]=235MPa，满足规范要求。
由计算结果可得最大竖向位移发生在立柱中下部位置，位移大小为w=3.424mm，根据《钢结构设计规范》GB50017-2017）附录[5]取变形允许值f=l/400=14.25mm 时须综合考虑始发车站的尺寸及盾构机性能参数，从预埋钢板的设置及反力架各部件之间的连接关系出发，确保反力架安装固定牢靠，保证盾构机零误差进洞。
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。
盾构始发反力架结构设计及应用效果分析
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｂ ｙ ｔ ａ ｋ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｓ ｈ ｉ ｅ ｌ ｄ ｌ ａ ｕ ｎ ｃ ｈ ｉ ｎ ｇ ｃ ｏ ｎ ｓ ｔ ｕｃ ｒ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｓ ｈ ｉ ｅ ｌ ｄ ｚ ｏ ｎ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ Ｎ ｏ ． ２ ｂ ｉ ｄ — ｓ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｗ ｉ ｔ ｈ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｏ ｊ ｅ ｃ ｔ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ Ｅ ａ ｓ ｔ
关 键词 ：盾 构始发 ；反 力架 ；结构设 计 ；支撑 ；弯矩
中图分类号 ：Ｕ ４ ５ ５ ． ４ ３ 文献标识码 ：Ｂ 文章编 号：１ ０ ０ ０ — ０ ８ ６ ０ （ ２ ０ １ ３ ） １ １ — ０ ０ ６ ６ ． ０ ５
Ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ ｓ ｈ ｉ ｅ ｌ ｄ ｌ ａ ｕ ｎ ｃ ｈ ｉ ｎ ｇ ｒ ｅ ａ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｆ ｒ ａ ｍｅ ａ ｎ ｄ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｎ ｉ ｔ ｓ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｅ ｆｅ ｃ ｔ
ａ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｆ ｒ ａ ｍｅ ， ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｆ ｏ ｒ ｅ ， ｐ ｏｖ ｒ ｉ ｄ ｅ ｓ ａ ｂ ｅ ｔ ｔ ｅ ｒ ｒ ｅ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｃ ｅ ｆ ｏ ｒ ｔ ｈ ｅ ｓ ｉ ｍ ｉ ｌ ａ ｒ ｐ ｒ ｏ ｊ ｅ ｃ ｔ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｄ ａ ｙ ｓ ｔ ｏ ｃ ｏ ｍ ｅ ．
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盾构机始发托架、反力架安装技术交底
附件26 技术交底技术交底书表格编号1310第页项目名称广州市轨道交通十三号线施工三标项目部共页交底编号广州市轨道交通十三号线首期工程（鱼珠~象颈岭）[施工三标]土建工程文园站工程名称至庙头站区间设计文件图号施工部位盾构机始发托架、反力架安装技术交底交底日期2015年4月日技术交底内容：一、工程概述本工作井为地下三层三跨框架式结构，14#盾构井及风道采用明挖法，长度40m，宽度23.7m,目前始发井主体结构施工已全部完毕。
根据本区间施工进度，即将进行右线往文园站盾构始发，为了做好盾构始发前期准备工作，保证顺利始发，现对盾构始发洞门外始发托架、反力架铺设安装做出如下技术交底。
二、安装前准备工作1、预留孔洞尺寸为11.5m×7.5m，主体结构施工完成后，测量组需对洞门钢圈进行复测，包括线路中心线位置与洞门中心线位置，并测出底板与始发托架相对位置关系，反力架与始发架相对位置关系。
如上图所示，底板标高为-15.463m，洞门钢圈中心线标高为-11.873m，始发托架导轨轨距中心线间距2.622m，导轨距底面钢板52cm，安装时必须保证托架底面钢板距底板23.1cm；(未考虑纵坡及防栽头抬高)三、施工步骤如下所示1、测量定位，包括洞门中心线、反力架立柱位置；2、安装始发托架，确定始发托架标高，并进行固定；3、安装始发架下八字撑；4、安装斜撑及支撑；5、焊接加固；四、施工方法（1）定位放线根据方案及几何尺寸放出反力架位置，将底板上钢板清理出来，在此钢板上焊五、施工质量反力架与结构侧墙及底板采用H45型钢间距支撑，同时在顶部与结构负二层中板处加斜撑，确保反力架固定充分牢固，在掘进过程中均匀受力，不跑偏，不偏移。
反力架左右偏差控制在正负10mm，高程偏差控制在正负5mm之内。
始发架水平轴线的垂直方向与反力架夹角小于等于千分之三，水平趋势差小于等于千分之三。
按照施工计划安排，如上图所示为西北角洞门先铺设马凳，面板铺设走道板，保证正常行走及堆放一些常用材料。
反力架反力支撑技术交底
表格编号
1324
项目名称
中铁八局集团成都地铁1号线三期4标盾构项目
第页
交底编号
共页
交文件图号
施工部位
交底日期
2015年8月25日
技术交底内容：
1、技术交底适用范围；成都地铁1号线3期4标武宁区间右线盾构反力架反力支撑焊接作业
2、现场情况：目前反力架已经定位完成，需要进行反力架的斜撑加固措施，请反力架施工的相关作业人员严格按照以下技术交底执行。左立柱与现场反力架与底板混凝土尺寸设计示意图如下：
图3-3右立柱反力支撑侧视图
右侧立柱上部斜支撑需要支撑在拐角墙上，下部斜支撑施工时焊接的钢板需要打地脚螺栓。
图3-4反力水平横支撑设计图
3.2支撑材料：支撑材料选用25的H型钢，每道支撑均为两根25的H型钢焊接在一起使用。
3.3地脚螺栓：反力架左右两根立柱均需要设置地脚螺栓，每根立柱设置8个地脚螺栓；反力斜支撑在底板上相连接的钢板需要焊接在底板钢筋上，并且钢板也需要设置8个地脚螺栓。
3.2注意事项：此次光河区间始发务必保证反力架的牢固，反力架支撑焊接完成后由工程部与监理进行验收。验收重点为地脚螺栓与上部横梁与中板的斜支撑。
3.3安全要求：
1、切勿酒后上班，施工必须佩带安全帽，隔热手套。
2、用葫芦吊用作支撑的型钢时，必须确定吊点的牢靠，吊物的重心在钢链子上。
3、高处作业必须挂安全绳，安全绳高挂低用。
3、技术要求
3.1光河区间左线始发反力架支撑反力系统整体效果如下图，左右立柱与底板上设置两道反力斜支撑支撑，顶部横梁与中板间设置三道反力反力斜支撑，下部横梁与底板混凝土设置三道水平反力支撑；反力架立柱底部必须添加地脚螺栓，每个立柱设置8个地脚螺栓加固
盾构机受力计算及始发结构设计
盾构机受力计算及始发结构设计盾构机受力计算及始发结构设计【内容提要】本文重点从分析盾构机在始发阶段的受力入手，设计盾构机的始发设施（始发托架、反力架）及其固定，提出对盾构机掘进参数的控制要求。
【关键词】隧道、盾构、始发、始发托架、反力架前言随着技术进步、综合国力的增强，盾构法越来越多地被国内地铁界所接受，上海、广州、南京、北京、深圳、天津、西安、成都、沈阳、杭州、青岛等城市都使用这种方法。
上海地铁是国内最早采用盾构施工的，且大部分工程都是利用盾构完成的。
虽然盾构有许多成功的工程实例，但是使用这种方法也有较大的风险。
而且使用盾构，在对洞口进行加固处理的始发阶段出问题的概率很高，即使是非常有经验的承包商也常会发生类似事故。
本文从盾构机在始发阶段的受力入手，设计盾构机的始发设施（始发托架、反力架）及其固定，提出对盾构机掘进参数的控制要求。
1工程地质情况简介成都地铁1号线一期工程盾构施工2标，人民北路站至天府广场站盾构区间，第一台盾构机从始发井（右线）南端向南始发掘进，到达天府广场站调头至左线，再从左线向北始发，到达骡马市站后盾构机过站，到达文武路站后盾构机转场，到人民北路站吊出完成左线盾构掘进；第二台盾构机从始发井（右线）北端始发到达骡马市站过站，到文武路站转场，到人民北路站吊出完成右线盾构掘进，见图1线路平面示意图。
整个盾构区间左、右线盾构吊装与拆除4次、调头1次、过站2次、转场2次。
成都地铁人-天区间两台盾构机在右线始发井各有一次盾构始发起点，总共7次始发，根据每次各100m的始发掘进地段的地质条件和线路平、纵断面设计，分析盾构机的掘进受力，对于正确设计、固定盾构机的始发设施，合理提出始发阶段盾构机掘进参数的控制是十分必要的。
图1线路平面示意图2盾构机始发阶段的受力2.1盾构机始发前的受力始发前盾构机处于+0.6845%变坡点附近，整个盾体支承在始发托架上，盾构主机仅有重力G约3200kN作用在始发托架上，重心距刀盘面约2.7m，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1.8m。
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。
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。
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。
盾构掘进反力架验算
盾构掘进反力架验算1.1 反力架结构说明反力架采用材质为Q235的δ20钢板焊制而成，所有焊缝强度要求等同于基材。
其结构如下图所示（反力架总图、反力架竖梁、反力架支承环、反力架斜连杆、反力架横梁）。
1.2 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8环后，距离洞门11000mm,后支撑位置如下图所示。
盾构机后推力取p=1000t图1.2-1 反力架与结构关系（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。
(3)掘进过程中推力逐渐加大反力架的受力分析如图所示，设定支撑点为A、B、C、，非支撑点D、E、F。
支撑点A、B、C处随着压力增加，产生一定的弹性变形，所产生位移为后支撑杆件弹性变形和梁弹性变形的组合，设定为△L1,这个位移量很小，在压力不能够使其产生塑性变形前，可视其为刚性。
非支撑点D、E、F处背后没有位移的限制，在压力产生挠曲变形后，设定它因挠曲变形所产生的位移为△L2。
当△L2大于△L1后，载荷重新分布，即支撑点处载荷P1急剧增加，非支撑点处载荷P2缓慢增大，并存在一上限值。
因此，载荷中心分布后，主要受力处为支撑点处。
它随着推理增大而加大，而非支撑点载荷P2缓慢增大，它的上限值由梁体的刚度决定，它仅须大于提供管片与钢管环的摩擦力而需要的压力即可。
由上述可知,反力架应力主要集中在后支撑点处,而后支撑材料采用Q235的φ609*16的钢管。
反力架应力集中处截面积远大于后支撑截面积,因此,校核后支撑强度及焊缝强度即可。
1.3 强度校核计算（1）盾构始发时，推力从下往上慢慢变小。
根据始发经验，为防止栽头，最低点油缸推力约为最高点环两倍。
根据这个设定，我们可以分析出支撑点最大载荷：承受载荷点为6点载荷分布为：1:1.5:2最大载荷为:（1000/2）×（2/4.5）=222t（2）反力架立柱下端与预埋件的焊接强度采用J422焊条焊接，焊高12mm.焊缝长度：700×2+500×2+100×2=2600mmJ422的焊缝金属的抗拉强度为42kg/mm2焊缝强度：三级焊缝强度为85%，考虑施工条件，这里考虑为75%。
盾构移动式反力架始发施工工法(2)
盾构移动式反力架始发施工工法盾构移动式反力架始发施工工法一、前言盾构是一种现代化地下工程施工方法，广泛应用于城市地下管线及隧道工程中。
在盾构施工过程中，反力架是一个关键设备，用于控制盾构机在施工过程中的平衡和稳定。
传统的盾构反力架施工工法存在施工效率低、安全隐患大的问题。
为了解决这些问题，盾构移动式反力架始发施工工法应运而生。
二、工法特点盾构移动式反力架始发施工工法具有以下特点：1. 解决了传统反力架在始发段施工速度慢的问题，大大提高施工效率。
2. 通过移动式反力架的使用，可以减少施工过程中的平衡和稳定风险，提高施工的安全性。
3. 可以根据具体工程需求进行调整和变换，适应不同地质环境和施工条件。
4. 工法简洁实用，操作简单，施工过程可控性强。
三、适应范围盾构移动式反力架始发施工工法适用于各种类型的隧道工程，尤其适用于较长隧道的始发段施工。
它可以适应各种地质条件，包括软土、岩石和坚硬地层等。
四、工艺原理盾构移动式反力架始发施工工法通过采取以下技术措施实现施工：1. 设计移动式反力架的结构，使其能够承载盾构机的重量并保持平衡。
2. 在施工过程中，根据盾构机的前进距离，逐步移动反力架，以保持盾构机的稳定。
3.利用一系列液压系统和控制器保持盾构机和反力架之间的平衡。
五、施工工艺盾构移动式反力架始发施工工法包括以下施工阶段：1. 移动反力架的安装：在盾构机始发段的前方安装移动式反力架。
2. 盾构机始发：启动盾构机，完成始发段的开挖。
3. 反力架的逐步移动：根据盾构机的前进距离，逐步移动反力架，保持盾构机的平衡。
4. 盾构机维护和检修：在反力架移动的同时，对盾构机进行维护和检修，保证施工的顺利进行。
六、劳动组织在盾构移动式反力架始发施工工法中，需要组织的劳动力包括盾构机操作人员、反力架操作人员、施工监理人员和维护人员等。
根据具体施工情况，可以适当增加或减少劳动力。
七、机具设备盾构移动式反力架始发施工工法所需的机具设备包括盾构机、反力架、液压系统和控制器。
盾构区间反力架和托架安装施工方案
石家庄市城市轨道交通3号线二期工程韩通站～北乐乡站区间反力架和托架安装施工方案编制：_________审核：_________批准：_________中铁二十局集团第二工程有限公司石家庄地铁3号线二期03标段项目经理部二〇一九年三月2目录一、工程概况 (4)二、反力架 (4)2.1反力架结构形式 (4)2.2反力架主梁 (5)2.1.1立梁 (5)2.2.2横梁 (5)2.2.3斜梁 (6)2.3钢环 (6)2.4反力架后支撑结构形式 (7)2.5预埋件 (7)2.6施工准备 (8)2.6.1人员配置 (8)2.6.2主要机械配置 (9)2.6.3主要材料配置 (9)2.7施工工艺流程 (9)2.8施工方法 (9)12.8.1测量定位 (9)2.8.2安装反力架底座 (9)2.8.3安装立梁 (10)2.8.4安装斜撑和直撑 (10)2.8.5定位复测及焊接加固 (10)2.9反力架的受力验算 (10)2.9.1钢反力架结构稳定性校验 (10)2.9.2500H型钢强度校核 (11)2.9.3200H型钢强度验算 (11)2.9.4H型钢稳定性计算 (11)2.10施工质量控制 (12)2.10.1安装误差控制 (12)2.10.2焊接质量控制 (12)三、始发托架 (13)3.1始发托架的结构布置形式 (13)3.2垫层强度验算 (13)3.3力学模型 (14)3.4轨道梁受力分析： (15)23.5荷载组合效应分析 (15)3.6荷载取值 (16)3.7截面承载能力复核 (16)3.7.1截面参数计算 (16)3.7.2求最大内力值 (18)3.8托架安装施工方法及工艺 (18)四、施工安全注意事项及预防措施 (21)4.1吊装安全注意事项及人员保护措施 (21)4.1.1吊装注意事项 (21)4.1.2人员保护措施 (21)4.2电焊作业防范措施 (22)附图一：反力架立面图 (24)附图二：反力架主梁 (25)附图三：反力架钢环板 (26)附图四：反力架支撑钢板预埋位置图 (27)3一、工程概况韩通站至北乐乡站区间敷设于规划金沙江路南侧，呈东西走向并向南接入东二环沿线，始于太行大街韩通站，止于兴安大街北乐乡站，拟采用盾构法施工。
始发架反力架基座结构受力计算书
标准实用文案大全始发架、结构受力检算书编制：审核：审批：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/mmax max 62791048.1579.810x 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＝65.48465480062.56[]181104.6710F Mpa MpaA -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btN=164KnN≥F/btN=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。
盾构机反力架计算书
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/mDC89.4t/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?6428?2?9218)?28.6MPa 200mm H型钢截面面积A1=6428mm2 250mm H型钢截面面积A2=9128mm2σ1?σmax?210MPa 2）右侧边σ2?F/A?F/(10?A1)?2000000/(10?6428)?31.1MPaσ2?σmax?210MPa 3）顶边σ3?F/A?F/(4?A1)?2000000/(4?6428)?77.8MPa σ3?σmax?210MPa 4）左侧边σ4?2?F/A?2?F/(6?2A1)?2?2000000/(6?2?6428)?51.9MPa σ4?σmax?210MPa综上，支撑抗压能力满足要求。
盾构始发反力架结构分析与设计
规划设计Planning and design108盾构始发反力架结构分析与设计黄斐（中铁隧道勘察设计研究院有限公司，广州南沙）中图分类号：TU7 文献标识码：B 文章编号1007-6344（2019）11-0108-01摘要：本文以以色列特拉维夫红线地铁区间盾构始发施工设计为背景，利用数值分析软件对反力架的应力及变形特征进行分析。
基于欧洲规范和数值模拟的结果验证型钢截面的合理性、结构的整体稳定性。
经分析，该反力架能够满足盾构机始发时的推力及变形等使用要求。
其结构也具有一定的实用性，为今后类似工程提供借鉴参考。
关键词：数值分析；反力架；结构设计；设计0 前言目前，盾构法施工已成为城市地下轨道交通中不可或缺的施工方法[1][2]。
地铁建设在城市基础设施建设中承担非常重要的角色，而盾构始发作为盾构法地铁施工中的关键环节，其顺利进行直接影响着盾构施工安全及施工质量。
盾构始发时，需要在盾构机后方设置一个为盾构机始发提供反作用力的构件，即反力架[3]。
在国内，盾构始发施工时，反力架的支撑作用位置一般除采用斜撑作用于底板外，还设置水平支撑作用于中板。
以色列特拉维夫红线地铁区间盾构始发时仅有围护结构，车站主体结构尚未施工，与国内一般情况有所区别，本文结合以色列特拉维夫红线地铁项目车站的实际情况，设计一种经济合理的反力架。
1 工程概况以色列特拉维夫红线地铁项目全长23km，共设23座车站，本标段工作范围包括6座车站及5.5公里区间盾构隧道，区间隧道内径为6.5m，外径为7.2m，管片厚度0.35m。
根据对比分析6座车站的埋深和水位情况可知，ARLOSOROFF站的埋深最深及水位最高，盾构始发所需推力最大，为了保证所设计的反力架适用于所有车站，按照ARLOSOROFF站作为输入条件进行反力架设计。
2 设计参数2.1 材料属性反力架所用钢材等级为欧标S355，屈服强度为355N/mm2，极限强度为510N/mm2，弹性模量为210000N/mm2，泊松比为0.3。
盾构机反力架结构设计与运用
ｆ］周文波．盾构法隧道施工技术及应用 ［ ．北京 ： ３ Ｍ】 中国建
筑 工 业 出版 社 ． ０ ４ ２０．
（ 责任 编辑 ： 周加 转）
８ ．Ｍ ａ ［ ＝ １Ｍａ Ｏ ４ Ｐ ≤ ｏ］ ２ ０ Ｐ
［ 张风祥 ， ２ ］ 傅德 明， 国祥．盾构隧道施 工手册 ［ ．北京： 杨 Ｍ】
人 民交 通 出版 社 。０５ ２０．
７＃ 钢的抗弯截面模数Ｗ １４ ． ０ｍ。 ０Ｈ 为 ３０ １ ｍ
ｏ＝ ／ ＝ ０ ８ Ｎ ・ ／ ３ ０ １ １ ７ × １ １ ４ ０＝ Ｍ Ｗ １ ７ ｋ ｍ １ ４ ． ０＝ ０ ８ ０／ ３ ０ １ Ｘ
关 键词 ： 构机 ； 力 架 ；结构设 计 ； 盾 反 地铁 施 工 中图分 类号 ： ５ Ｕ４ ５ 文献 标识 码 ： Ａ
一
文章 编号 ：１ ０ — ３ ４（ ０ ０ － ０ ２ ０ ０９ ２ ７ ２ １ ３ ０ １— ２ １）
、
工 程 概 况
长 沙 市 轨 道 交 通 ２ 线 一 期 工 程 １ 位 于长 沙 市 岳 号 标
Ａ ３ １ ＝ ． ４Ｘ ０ ６× ０ ０１ ＝ ． ２ ６ ． ． ２ ０ ０２ ｍ
茴…
（ ） 撑 部分 二 支
＝
钢 管支 撑所 受推 力Ｎ ３５ ｋ／ ｏ ３ 。＝ ７ ３Ｎ ＝２ １Ｎ ｃ ｓ０ ３ ５ ｋ
Ｏ＝ ／ ＝ ７ ３ ０ Ｎ ０ ０ ２ ｍ＝ ６ ０ ３ ０ Ｐ ＝ ６ Ｍ ａ Ｎ Ａ ３５ Ｏ ０ ／ ． ２ ６ １６ ２ ０ ０ ａ １ ６ Ｐ
靠底座支撑满底座最大受力为３ ５ｋ 足要求 。 ２ １Ｎ
六 、右 半 边 反 力 架 竖梁 底 角填 充 混凝 土 支 撑力 的计算
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地铁盾构始发反力架支撑结构设计
王松海
摘要：在地铁盾构始发过程中，反力架支撑起着举足轻重的作用。
其结构的稳定是确保盾构机不发生变形的关键，同时也是隧洞轴线不发生偏移的决定性因素。
下面以济南地铁R1号线某一盾构区间为例，通过详细的力学分析，介绍反力架支撑的结构设计方式。
Abstract: Shield machine in the subway during reaction plays an important role in supporting frame. The stability of the structure Is the critical to ensure shield does no deformation, but also a decisive factor to ensure the tunnel axis does no shift. The following example is Jinan Metro Line R1. Through a detailed mechanical analysis, describes the structure of support reaction force frame design.
关键词：盾构施工；始发；反力架；支撑；弯矩；挠度
Keywords: Shield Construction; Originating; Reaction frame; Support; Moment; Deflection.
0 引言
地铁盾构施工中，始发反力架支撑的设置环境大体可分为两种：一种是始发井内始发，如A站始发反力架安装模式（根据底板结构墙又分为两端斜撑和一端斜撑、一端由扩大结构墙支撑的方式）；另一种则是车站内始发，如B站二次始发，（根据底板结构亦可分为两端斜撑和一端斜撑、一端由扩大结构墙支撑的方式）。
以上形式在地铁盾构中是具有代表性的两种始发方式。
1 设计原则
反力架支撑属于压杆，最佳受力状态便是尽量使截面在各个方向上的惯性矩相等，即（I y=I z），因此在此采用圆环形截面做支撑结构也是理想选择。
材料确定之后，接下来便要对支撑的结构进行合理的设计，总的设计原则便是让反力架整体变形达到最小，确保整体稳定性。
2 结构设计
A站始发井底板结构图如图1所示。
始发井底板平面存在有一个高差，在反力架安装位置形成一个台阶式的受力环境。
对支撑的受力起到了一定得帮助。
反力架支撑材料考虑采用外径D=508mm、厚10mm的钢管（支撑与地板连接位置已预埋好钢板）。
图1 演马站西始发站台剖面图
2.1、反力架的结构形式
如图2所示。
图2 反力架结构图
2.2、各部件结构介绍
（1）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3。
图3 立柱结构图
（2）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4所示。
（3）下横梁为焊接H型钢构件，构件规格及材质均同上横梁。
图4 上下横梁结构图
（4）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5所示。
图5 八字撑接头结构图
2.3、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6、7所示。
图6 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)。
图7 直支撑和斜支撑结构形式图
3 反力架的受力检算
3.1、支撑的截面特性
直径508mm，壁厚10mm钢管截面特性：弹性模量E=205X105，最小惯性矩
I min=41860/ cm4，截面积=156.37 cm2。
3.2、支撑受力计算
40度斜撑受力图18度斜撑受力图
A、西侧立柱直支撑稳定性计算最大承压力
根据欧拉公式：
F=错误!未找到引用源。
=(3.14X3.14X205X105 X 41860)/(2X220)2=4370KN
则西侧三根直撑能承受的最大载荷为4370X3=13110KN。
B、东侧立柱后支撑稳定性计算最大水平载荷
6776mm斜撑(水平夹角40度)水平载荷计算：
F=错误!未找到引用源。
=(3.14X3.14X205X105X41860)/(2X677.6)2=460.7KN
由于水平夹角为40度则其水平承载力F2为460.7X错误!未找到引用源。
cos400=353KN
4152mm斜撑（水平夹角18度）平载荷计算：
F=错误!未找到引用源。
=(3.14X3.14X205X105X41860)/(2X415.2)2=1227KN 由于水平夹角为18度则其水平承载力F2为1227X错误!未找到引用源。
os180=1167KN
2200mm直支撑载荷计算：
F=错误!未找到引用源。
=(3.14X3.14X205X105 X 41860)/(2X220)2=4370KN
C、下横梁后支撑稳定性计算
下横梁后支撑是由2根直径508mm，壁厚10mm的钢管支撑
其单根承载力计算如下：
F=错误!未找到引用源。
=(3.14X3.14X205X105 X 41860)/(2X220)2=4370KN
2根总载荷为2X4370=8740KN
D、上横梁后支撑稳定性计算
上横梁紧贴中隔板。
因此，所有支撑的最大承载力为13110+353+1167+4370+8740=27740KN
始发最大推力我们设置为10000KN，后支撑满足最大推力要求。
4 结语
由以上分析可知，本盾构机反力架支撑设计满足要求。
且在A站始发和B站二次始发中都达到了良好的效果。
在始发过程中，对反力架和盾构机进行了严密监测，仅发生3mm变形，在弹性变形范围内。
通过盾构过程中的理论实践，证明以上反力架支撑的结构设计模式在盾构施工中有一定的可行性，值得应用推广。