反力架、托架计算

1、精选文库 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。 10 反力架支撑受力验算 实际始发掘进正常推力一般不超过 lOOOt,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18

2、8t，其中双拼工字钢截面面积为29327mm 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/29327mmcos38 =50.5N/mn2，钢材设计强度为 235N/m血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: 盾构托架使用250 x255H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: 374一G1一，得 G 207. 27

3、8t sin 125sin 27 发射架共13道横向支撑，共12个区间，每个区间受力: G 2072 7 L为盾构机长度，L=8.39 m； P 0为地面上 . 2 置荷载，P0=2 t/m ; P01为盾构机底部的均布压力；P1为盾构机拱顶处的侧向水 土压力；P2为盾构机底部的侧向水土压力；Pe=1.9 X 12.5+2=25.75 t/m 2 2 P1=25.75 X 0.42=10.81t/m 2 P01=25.75+340/ (6.25 X 8.39 )=32.23t/m P2 =(25.75+2 X 6.25) X 0.42=16.06t/m 2 盾构推力计算 盾构的推力主要由以下五

4、部分组成: F F1 F2F3F4 F5 式中：F1为盾构外壳与土体之间的摩擦力 ；F2为刀盘上的水平推力引起的 推力 F3为切土所需要的推力；F4为盾尾与管片之间的摩阻力 F5为后方台车的阻力 F1 4(Pe P1 P1 P2)DL . 式中：土与钢之间的摩擦系 数, 计算时取 0.3 F11 (25. 7532. 23 14 10. 81 16. 06)6.25 8. 390. 31048. 3t F2 /4(D2Pd) 式中：Pd为水平土压力 ,Pd Pd F2 F3 D 12.5 2 2 0. 421. 915. 64 15. 64m 12. 48t m2 / 4(6.28212.48

5、)386.6： /4( D2C) 式中：C为土的粘结力，C=6.3t/m2 F3 (6. 2526. 3)193.3t 4 F4Wc c 式中：W、卩C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。 u c=0.3 F448.24 0.3 14.47t F5 Gh sin gGh cos 式中：G为盾尾台车的重量, G 160t; B 为坡度，tg 0 =0.025 卩g为滚动摩阻, 卩 g=0.05 F5160 0.025 0.05 160 112.00t

6、 盾构总推力：F 1048. 3 386.6193.314.4712. 001654.67 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: M M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9 式中：M为刀具的切削扭矩；M为刀盘自重产生的旋转力矩 M为刀盘的推力荷载产生的旋转扭矩； M为密封装置产生的摩擦力矩 M为刀盘前表面上的摩擦力矩；M为刀盘圆周面上的摩擦力矩 M为刀盘背面的摩擦力矩；M为刀盘开口槽的剪切力矩 M为刀盘土腔室内的搅动力矩 a.刀具的切削扭矩M R012 M10 Chrdr M1-(C hmaxRo) 式中：G: 土的抗剪应力， c2 C=C+

7、PX tg =2.5+13.09 X tg22 =7.79t/m hmax:刀盘每转的最大切削深度，hma=8Cm/转 R)：最外圈刀具的半径，R=3.14m 1 2 2 M,(7.79 8 103.14 )3.072t m 2 b.刀盘自重产生的旋转力矩 M M=GRi g 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 卩g：滚动摩擦系数，计算时取为卩g=0.004 M=60X 2.6 X 0.004=0.624t m C.刀盘的推力荷载产生的旋转扭矩 M M=WF)卩 z W p=an R2Pd 式中：W：推力荷载 ；a：刀盘封闭系数，

8、a =0.70 尺：轴承推力滚子接触半径，RFl.25m ； FC:刀盘半径，R=3.14 卩Z：滚动摩擦系数，卩z=0.004 ； Pd：水平土压力，Pd=13.09t/m 2 W=0.70 nX 3.142X 13.09=283.82t ； M=283.82 X 1.25 X 0.004=1.42 t m d.密封装置产生的摩擦力矩M 2 2 M=2nu nF (niRm+rbRn?) 式中：卩m：密封与钢之间的摩擦系数，卩m=0.2 ; F:密封的推力，F=0.15t/m n1、n2 :密封数，n 1=3 n2=3;為、R2：密封的安装半径，Rm=1.84m Rm2=2.26m； 2 2

9、 M= 2 nX 0.2 X 0.15 X( 3X 1.84 +3X 2.26 ) =4.80 t - m e.刀盘前表面上的摩擦力矩M Ms 2(pRPd) 3 式中: a：刀盘开口率，a =0.34 ;卩P： 土层与刀盘之间的摩擦系数，卩P=0.15 :刀盘半径，R=3.14m Ms 43.29t m I(0.340.15 3.143 13.09) f 刀盘圆周面上的摩擦力矩M M=2 n RbR 卩 p 式中：R 刀盘半径，R=3.14m ； B： 刀盘宽度，B=0.775m Pz：刀盘圆周土压力 11.63 16.09) /4=23.46t/m 2 Pz=( Pe+P)i+P+F2)

10、/4=( 29.82 36.3 M=2nX 3.142X 0.775 X 23.46 X 0.15=168.95t - m g. 刀盘背面的摩擦力矩M M=2/3 (1- a)n 戌卩 pX 0.8 Pd M=2/3 (0.70 XnX 3.14 3X 0.15 X 0.8 X 13.09) =71.3t - m h. 刀盘开口槽的剪切力矩 M M8- C R3 3 式中：G: 土的抗剪应力，因碴土饱和含水，故抗剪强度降低，可近似地 2 2 取 C=0.01Mpa=1 t/m=5; G =C+Px tg =1+13.09 x tg5=2.15 t/m M8-2.15 3.1430.3447.4t m 3 i. 刀盘土腔室内的搅动力矩 M 2 2 M=2n( R R) LG 式中：d1 :刀盘支撑梁外径，