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

在该推力下需要的钢管总面积为：A

总

=F max/f y=2.0×107/200=1.0×105mm2

则需要Φ609钢管数量：n=A

总

/A=1.0×105/9450=10.58,即最少需要11根单拼工字钢，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。

2）分部强度验算

①反力架顶部支撑验算

正应力验算σ1=20000×103×10% /(4×9540)=52.4<200MPa

支撑变形量验算：Δl1=F×l /（E×A）=σ1×l/E=52.4×600/210000 =0.14 mm

②反力架中部支撑验算

左边正应力验算σ2=20000×103×40% /(6×9540)=139.7<200MPa

右边正应力验算σ3=20000×103×40%/(4×9540×cos45°)=170.4<200MPa

左边支撑变形量验算：Δl2=F

左×l

左

/（E×A）=σ2×l

左

/E=139.7×

600/210000=0.4mm

右边斜撑变形量验算：Δl3=F

右×l

右

/（E×A）=σ3×l

右

/E=170.4×

4340/210000=3.52mm

③反力架底部支撑验算

底部三根支撑均为水平支撑，其正应力σ4=20000×103×50% /(6×9540)=174.7<200MPa

底部支撑变形量Δl4=F

底×l

底

/（E×A）=σ5×l

底

/E=174.7×

1500/210000=1.25mm

综上可知，当最大推力为20000KN时，钢支撑的强度均满足要求，且钢管支撑的变形量均很小，最大变形量为3.52mm，因此盾构始发用的反力架支撑验算满足始发要求。始发掘进过程中应对反力架变形进行监控，如有异常应立即停止掘进，采取相关措施对其加固后方能继续掘进。

在盾构主机组装完毕后，进行反力架的安装。由于反力架为盾构始发时提供反推力，在安装反力架时，安装原则为纵向轴线应与隧道设计轴线重合，反力架端面应与始发台轴线垂直，垂直度应控制在±10mm之内，以便盾构轴线与隧道设计轴线保持相对平行。安装时反力架与车站结构连接部位的间隙用钢板要垫实并焊接好，以保证反力架脚板有足够的抗压强度。

反力架定位：盾构机刀盘距内衬墙为700mm，0环负环进入内衬墙钢环500mm，0环负环管片小里程侧里程为DK22+853.100，依次反推计算知反力架基准环里程为DK22+843.100。

反力架相关验算

反力架相关验算 1、反力架说明 本区间所采用的反力架立柱和横梁为宽度为600mm 、长度为800mm 、厚度为30mm 的Q235钢板焊接成受力箱梁形式并加焊加劲板，反力架支撑采用φ500的钢管斜向45°及水平支撑，每边两根；底部采用φ500的钢管横撑，一端顶在反力架上，另一端顶在标准段底板上。 2、反力架受力概述 本工程施工使用的盾构机的最大推力为34000kN ； 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34000 kN ； 左、右线两台盾构机推力均按相同考虑。 3、反力架受力计算 反力架的主体结构是由30mm 厚钢板焊接而成而成，截面尺寸为600mm ×800mm ，四根承压梁之间采用螺栓连接，反力架总推力按34000kN 设计，每根梁承受压力为8500kN ，以上部横梁简化成简支梁计算，梁长6m ，则均布荷载q=8500kN ÷6m=1416.7kN/m ，则： 最大弯矩max 1416.73381593.8M kN m =??÷=? 惯性矩： 2220.007852()0.615()22z d I h t b d R r y y A ??=?+-+-??+???? 267520182250249770 cm =+= 最大弯应力max max /z M y I σ=? 841593.80.24/(24977010)N m m m -=??? []121.3235M P a M P a σ=<= 故刚度满足要求。 4、立柱的抗剪验算：

根据《钢结构设计规范》4.1.2节中的相关内容，立柱的抗剪强度： 228500000098700112/141/249770000030 v w VS N mm f N mm It τ?===≤=? 5、立柱与底板预埋件连接处的抗拔力验算： 箱形杆件（如本例中反力架立柱）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，钢板的焊缝处应作成30°的斜口进行塞焊，焊缝的高度均不低于20mm ，有效的焊缝高度不得低于14mm 。经计算，1m 焊缝的抗剪、拉承载力为329t ，反力架与预埋件的焊缝长度为12.8m ，满足施工的要求。计算如下： 有效焊缝长度为1m ，0.70.72014e f h h mm mm ==?= 26235/141000 3.2910329e w N f h l N mm mm mm N T σ=???=??=?=， 即每米20mm 高度的焊缝的承载力为329t 。） A 、预埋件自身抗拔力计算： lw=12×（30cm-1cm ）×2=7m 力垂直于焊缝长度方向：N=7×329t=2303T 实际施工中设2块1000mm ×1200mm 的预埋板用于抗拔和抗剪，总抗拔力（抗剪力）F=2N=4606T>3400T ，满足要求。 B 、立柱与预埋件焊缝强度抗拔力的计算： （2个立柱、立柱截面尺寸600×800） lw=[（600-10）×2+（800-10）×2]×4=11.04m N= 329×11.04=3632t ，立柱与预埋件焊缝强度抗拔力满足要求。 C 、立柱与预埋件焊缝抗剪力的计算 由反力架设计图可知： （1）立柱与预埋件的焊缝长度：L 1=[600×2+800×2]×2=5.6m （2）底部横撑与预埋件的焊缝长度：L 2=（06+0.8）×4=5.6m 则L=5.6+5.6=11.2m N=329×11.2=3685T>3400T ，满足要求。 6、立柱螺栓连接处螺栓的抗剪验算：

盾构始发方案

一、概述 1.1 方案总体思路 由于受独井始发及场地规模所限，盾构机始发不能按照正常始发方案进行，盾构机部分拖车必须位于地面。根据始发井及前后盲洞的距离考虑，分二次始发达到盾构机设备完全下井。 总体思路：（1）第一次始发。①把1#、2＃拖车下井放置于后盲洞，然后下主机组装，并空推进主机至盾尾进洞， 3＃、4＃、5＃拖车置于右线隧道；②装下部反力架、连接桥和上部反力架，连接主机和连接桥并拼装管片空推盾构机到达掌子面；③当盾构主机抵到掌子面后，1#拖车前移，连接桥和1#拖车之间的管线， 2＃拖车仍放置在后盲洞中，此时连接拖车之间和拖车与主机之间的延长管线及调试盾构机，准备盾构机的第一次始发； （2）第二次始发。当盾构机掘进50m后，把1＃拖车与主机分离后移，2＃拖车置于后盲洞中，1＃拖置于出碴井，拆除1＃拖车上的出碴装置后，再把1＃、2＃拖车前移与主机连接，同时按顺序把3＃、4＃、5＃拖车从右线调出从左线下井组装，然后调试盾构机，准备开始二次始发，即正常掘进。 1.2 始发井示意图（纵剖面） 图1 盾构始发井示意图

1.3 盾构组装始发流程 1.4 盾构机的局部改造 (1) 皮带机主驱动位置的改造 由于始发井位置局限，整个始发过程及前40m的掘进阶段计划在一号拖车处出

渣（工作在地面进行）。 首先割除图示1位置的竖梁，暂时点焊放置在拖车上部右侧，待整机安装下井后重新焊接。 其次焊接如图2的皮带机主驱动支撑端梁。皮带机主驱动支撑座安装尺寸为矩形布局，尺寸为2900×1380，考虑1#拖车框图3处尺寸，需在图示2位置加工200H 由于出碴装置改装到1＃拖车，因此需要把1＃拖车框架下部的风水、油脂、液压管路改到1＃拖车框架上部两侧。 (3) 油脂泵位置的改造 考虑到BP、HBW、盾尾油脂风动泵站都位于2#拖车，进行管线延伸时，由于其管线为2英寸高压管(250bar)，管线笨重，价格昂贵。决定将盾尾油脂和HBW油脂泵站位置移到1#拖车左侧后部平台（面积2000×1000）。BP油脂泵站不移动，在始发和掘进前540m阶段不进行管线延长，林肯泵靠人工及时补充添加油脂。WR89、主轴承黑油脂泵站需要的空间为1700×660。由于拖车尾部的平台为悬空状态，需要在底

弯矩剪力支反力计算例题

第三章 目的要求：熟练掌握静定梁和静定刚架的内力计算和内力图的绘制方法，熟练掌握绘制弯矩图的叠加法及内力图的形状特征，掌握绘制弯矩图的技巧。掌握多跨静定梁的几何组成特点和受力特点。能恰当选取隔离体和平衡方程计算静定结构的内力。 重点：截面法、微分关系的应用、简支梁叠加法。 难点：简支梁叠加法，绘制弯矩图的技巧 §3-1 单跨静定梁 1．反力 常见的单跨静定梁有简支梁、伸臂梁和悬臂梁三种，如图3-1(a)、(b)、(c)所示，其支座反力都只有三个，可取全 图3-１ 2．内力 截面法是将结构沿所求内力的截面截开，取截面任一侧的部分为隔离体，由平衡条件计算截面内力的一种基本方法。 （1 轴力以拉力为正；剪力以绕隔离体有顺时 针转动趋势者为正；弯矩以使梁的下侧纤维受 拉者为正，如图3-2(b) （2）梁的内力与截面一侧外力的关系图3-2 1) 轴力的数值等于截面一侧的所有外力(包括荷载和反力)沿截面法线方向的投影代数和。 2) 剪力的数值等于截面一侧所有外力沿截面方向的投影代数和。 3) 弯矩的数值等于截面一侧所有外力对截面形心的力矩代数和。 3．利用微分关系作内力图 表示结构上各截面内力数值的图形称为内力图。内力图常用平行于杆轴线的坐标表示截面位置(此坐标轴常称为基线)，而用垂直于杆轴线的坐标(亦称竖标)表示内力的数值而绘出的。弯矩图要画在杆件的受拉侧，不标注正负号；剪力图和轴力图将正值的竖标绘在基线的上方，同时要标注正负号。绘内力图的基本方法是先写出内力方程，即以变量x表示任意截面的位置并由截面法写出所求内力与x之间的函数关系式，然后由方程作图。但通常采用的 （1）荷载与内力之间的微分关系

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。始发井东侧立柱支撑是3根直撑(中心线长度为1700mm)，始发井西侧立柱是2根斜撑(中心线长度分别为5247mm和3308mm，与水平夹角均为45度)和一根直撑（底部）。如下图所示 1700

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 侧反反 力力 墙 架架 底板底板 12 1-12-2 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

A 44.7t/m44.7t/mBD C 89.4t/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 σ,F/A,F/(8，A，2，A),2000000/(8，6428，2，9218),28.6MPa 112 2 200mm H型钢截面面积A=6428mm1 2 250mm H型钢截面面积A=9128mm2 σ,σ,210MPa 1max 2)右侧边 σ,F/A,F/(10，A),2000000/(10，6428),31.1MPa 21 σ,σ,210MPa 2max 3)顶边 σ,F/A,F/(4，A),2000000/(4，6428),77.8MPa 31 σ,σ,210MPa 3max

受静载荷梁的内力及变位计算公式

受静载荷梁的内力及变位计算公式 符号意义及正负号规定简图 P——集中载荷 q——均布载荷 R——支座反力，作用方向向上者为正 Q——剪力，对邻近截面所产生的力矩沿顺时针方向者为正 M——弯矩，使截面上部受压，下部受拉者为正 θ——转角，顺时针方向旋转者为正 f——挠度，向下变位者为正 E——弹性模量 I——截面的轴惯性矩 a、b、c——见各栏图中所示 简图 支座反力、 支座反力矩 区段剪力弯矩挠度转角 R B＝P M B＝-Pl Q x＝-P M x＝-P x R B＝P M B＝-Pb AC Q x＝0M x＝0 CB Q x＝-P M x＝-P(x-a) R B＝nP R B＝ql Q x＝-qx R B＝qc M B＝-qcb AC Q x＝0M x＝0

CD Q x＝-q(x-d)

DB Q x＝-qc M x＝-qc(x-a) AC CB R B＝0 M B＝M x＝-M Q x＝0M x＝-M ω值见表梁分段的比值及ω的函数表； a、b、c——见各栏中所示 简图 支座反力、 支座反力矩 区段剪力弯矩挠度转角R A＝R B＝ AC CB R A＝ R B＝ AC CB M x＝Pa(1-ξ) M C＝M max＝

R A＝R B＝P AC Q x＝ P M x＝Px CD Q x＝0 M x＝M max＝Pa AC CD DB若a＞c： 当n为奇数： 当n为偶数： 当n为奇数： 当n为偶数： 当n为奇数： 当n为偶数： 当n为奇数： 当n为偶数：

R CD Q x＝0 R A＝R B ＝ AC CD AC CD DB R A＝R B＝qc AC Q x＝qc M x＝qcx CD DE Q x＝0M x＝M max＝qcb

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。

盾构始发

盾构始发施工技能培训质料 1、盾构始发施工 盾构始发是指盾构从组装调试, 试 到盾构完全进入区间隧道并完成 掘进为止的施工过程。 1.1、始发施工工艺流程 割隊洞r ;?1筋 安装负环彗片.JE进■试 始发段揖进（掘进、骨片安程*注坟I __ ■ _____________ 1 ________ 转人匹式捱进 盾构始发施工工艺流程图 1.2、始发洞门准备工作 始发洞门的准备工作包括：始发洞口地层加固、洞门凿除和洞门密封系 统的安装。 1.2.1 洞口地层加固 盾构始发之前要对洞口地层的稳定性进行评价，如果进洞地层在破除洞 门后稳定性不足，必须对进洞地层进行加固。加固范围一般为：纵向一倍洞 径左右，横向超出隧道开挖轮廓1~3m甚至更远。常用的加固方法有“地层注 浆”、“搅拌桩”、“旋喷桩”、“钻孔素桩”等。地层加固后保证洞门破 除后的土体有充分的强度和稳定性，在盾构始发掘进之前不能坍塌。 122洞门凿除

盾构始发的站或井的围护结构一般为钢筋混凝土桩或连续墙， 盾 构刀盘无法直接切割通过，需要人工凿除。洞门的凿除以不耽误盾构 进洞、洞门内的土体暴露时间不易过长为原则。凿除时，不能直接暴 露土体，应保留围护结构的最后一层钢筋和钢筋保护层， 待盾构刀盘 到达之后再割除最后一层钢筋网。 1.2.3洞门密封系统安装 洞门密封是为保证洞门口处的管片背后可靠注浆， 防止隧道贯通 后的水土流失。洞门密封系统最好采用帘布橡胶板加折页压板型式。 该系统由洞门框预埋钢环板、帘布橡胶板、折页钢压板及固定螺栓、 垫片组成。其优点是简单可靠，不需人工调整，折页压板可自动压紧 在盾壳和管片上，保证注浆时浆液不会外漏。系统机构及工作原理如 下图： 洞内密封系统机构及工作原理图 1.3、盾构组装调试及反力架安装 1.3.1反力架、始发台的定位与安装 在盾构主机与后配套连接之前，开始进行反力架的安装。安装时 反力架与车站结构连接部位的间隙要垫实， 以保证反力架脚板有足够 的抗压强度。 由于反力架和始发台为盾构始发时提供初始的推力以及初始的 空间姿态，在安装反力架和始发台时，反力架左右偏差控制在士 10MM 之内，高程偏差控制在士 5MM 之内，上下偏差控制在士 10MM 之内。始 发台水平轴线的垂直方向与反力架的夹角V 士 2%。，盾构姿态与设计 轴线竖直趋势偏差v 2%0,水平趋势偏差v 士3%0。 1.3.2 盾构组装调试 盾构组装时先依次放下盾构的后配套系统，推入始发竖井的后 部，并分别连接， 为主机拼装让开空间后拼装主机。如果竖井内没有 放后配J 折貞压检 帝n 和 护 * *

反力架计算书汇总

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

荷载计算公式总结

荷载计算公式总结

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荷载计算公式 序 号 荷载图示支座反力R、剪力V、弯矩M和挠度ω的计算公式 1 p l b V R AC A = =，p l a V R CB B = - =； p l ab M C =，p l bx M AC X = ) ( ，p l x a M CB X ? ? ? ? ? - =1 ) ( ； EIl b pa C3 2 2 = ω,当b a=时， EI pl C48 3 = ω； 当) 2 ( 3 b a a x b a+ = >、时，得 3 ) 2 ( 9 2 2 max ab a EIl pb+ = ω 2 p l b c V R AC A + = = 2 ，p l b a V R DB B + = - = 2 ， p l a c V CD - =；px l b c M AC X + = 2 ) ( ， () []al x a c l p M CD X + - = ) ( ，()()x l b a l p M DB X - + =2 ) ( ，当c a>，()b c l pa M M C + = =2 max ； () []3 2 2 3 24 2 2 6 c c a l a a l c a EIl pa C - - - + + = ω， () []3 2 2 3 24 2 2 6 a ac l c c l a c EIl pc D - - - + + = ω 3 p n R R B A2 1 - = =； 当n为奇数时：pl n n M 8 1 2 max - =，3 3 2 4 max384 1 4 5 pl EI n n n- - = ω 当n为偶数时：pl n M 8 max =，3 2 max384 4 5 pl nEI n- = ω V AC ――AC段内的剪力 （等值或变值） A B l a b C p A B l a c D p C p b A B l= c c c (n- c c A B R R l x x C

反力架验算(midas)

目录 一、设计总说明 (2) 二、设计原则 (2) 三、设计步骤 (3) 四、结构设计 (3) 4.1、主梁部分 (3) 4.2、支撑部分 (3) 4.3、预埋件部分 (4) 五、反力架受力分析 (4) 5.1、盾构始发时最大推力计算 (4) 5.2、反力架荷载计算 (4) 5.3、反力架材质强度验算 (5) 5.4、ф600mm钢管支撑验算 (5) 5.4.1、强度验算 (5) 5.4.2、稳定性验算 (6) 5.5、斜支撑底板强度验算 (7) 六、结语 (7)

反力架结构验算 一、设计总说明 （1）、该反力架为南昌市轨道交通1号线一期工程土建一标DZ012盾构机始发使用，本文验算使用于双港站至蛟桥站下行线盾构机始发 （2）、反力架外作用荷载主要为盾构机始发掘进的总推力，根据进洞段的水文地质资料及洞口埋土深度结合上行线始发掘进经验、盾构机水土压力设为0.21MPA，不做推算。 （3）、参照《结构设计原理》、《结构力学》及其他施工标段成熟的设计经验，结合本标段现场实际情况进行反力架结构设计与验算。 （4）、对于螺栓连接、角焊缝连接处的设计，仅计算其最大受力弯矩和剪力值，而不做截面形式设计，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。 （5）、力在钢结构中的传递不考虑焊缝的损失 二、设计原则 反力架的设计依据盾构机始发掘进反力支承需要，按照盾构机掘进反向力通过16组斤顶支承在隧道管片，隧道管片又支承在反力架的工作原理进行设计。设计外形尺寸不得与盾构机各部件及隧道洞口空间相干扰，同时要求结构合理，强度、刚度满足使用要求，加工方便，且单件便于运输。 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。

盾构始发方案(新)

1．编制依据 ⑴.设计施工图纸； ⑵.深圳以往盾构工程施工经验； ⑶.怡黄区间地质条件； ⑷.所选用海瑞克盾构机特点。 2．编制目的 ⑴．规范操作程序，指导现场施工； ⑵．确保盾构始发施工的安全、顺利。 3．适用范围 中国中铁深圳地铁5号线5307标【怡景路站～黄贝岭站盾构区间】盾构工程怡景路站左线盾构始发施工。 4．定义 4.1反力架、始发台 反力架是为盾构始发提供推进反力的钢架结构；始发台是支撑盾构机并使盾构机沿其轨道向前推进的钢架结构，包括两侧支撑盾构（或管片）的三角支撑架。 4.2洞门防水装置 指安装于洞门圈上，在盾构始发时起到止浆、止水作用的帘布橡胶板等。 4.3负环管片/0环管片 安装在盾构井内，支撑于负环钢管片及反力架上的钢筋混凝土管片，为盾构始发掘进提供反推力，其中部分位于盾构井内部分位于洞门圈内的管片称为0环管片。 5．盾构始发施工步骤及技术措施 始发施工步骤流程图见图5-1所示 5.1洞门凿除 ⑴．洞门凿除施工顺序和时间 洞门范围内车站围护结构外层混凝土破除→混凝土碴清理→割除车站围护结构外侧钢筋→围护结构混凝土破除→露出内层钢筋→待盾

构机组装调试完成→割除内层钢筋→清理废碴。 洞门凿除时间较长，约为10天。 ⑵．施工方法 a．洞门范围内车站围护结构混凝土破除 人工手持风镐将洞门范围内车站围护结构混凝土破除，露出外层钢筋后进行割除，凿出车站围护结构混凝土，保留车站围护结构最里层的钢筋网暂不割除。混凝土凿除顺序：按照从上往下的顺序依次往下进行凿出。 b．碴土清理、内层钢筋割除 根据盾构组装的进度，确定外层钢筋割除时间，在洞门处围护结构剩余混凝土凿除完成后，钢筋凿出顺序：按照从上往下的顺序割除桩体最里层的钢筋网，同时清理洞门凿除产生的废碴、钢筋、脚手架拆除等。清理完毕，防止洞门出现坍塌等异常情况，盾构机及时顶至掌子面后，进入始发掘进阶段。 5.2 始发轨线铺设 ⑴．始发阶段轨线铺设时需要占用车站底部约120米的位置。铺设 图5-1 始发施工步骤流程图

始发反力架体系

始发反力架体系 1、 设计概况 （1）盾构机简介 海瑞克盾构机 S-392、 总推力为 42000KN,通过 32 根推进油缸作用于支撑装 626 置，切削刀盘扭矩为 4400kNm(100%),盾构机承受极限最大脱困扭矩为切削刀盘扭矩 的 120%。 （2）反力架简介 反力架尺寸为长 6.205m，高 8.000m（下端 1.44m 为固定端，上部有 6.56m 为简 支于中板） ，主体采用 Q235 型钢三榀制作，反力架底座与底梁预埋钢板焊接连接， 焊缝高度为 10mm，反力架用Φ 609 钢管双排 45 度斜撑支撑，支撑作用点分别设置与 h=3.859m 和 h=5.876m 处。反力架支撑图见附图。 2、 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（Iy=Iz） ，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。设计步骤为：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，保证二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。 3、 体系计算 （1）支撑设计验算
1

1.506
-4.444
洞 门 [+1环]
[-9环]
[-8环]
[-7环]
[-6环]
[-5环]
[-4环]
[-3环]
[-2环]
[-1环]
[+2环]
[+3环]
[+4环]
钢 环 -10.294
-12.294
图 1 功成街始发站剖面图
支撑截面为圆环 d ? 585 mm ， D ? 609 mm ， l a ? 5.6m, lb ? 2.83 钢材选用 Q235， ?s ? 61.6 ， ? p ? 101 由欧拉公式 F pcr ?
? 2 EI ?l ，? ? ，i ? 2 i ??l ?
I A
? , ? ? ?35 ? ~ 45 ? ?，
la ?
lb ?
1.6 ，得到 2.5 ? l a ? 2.81 ， sin?
2.8 ，得到 4.38 ? lb ? 4.91 sin ?
对于圆环， I ?
4
?d 4 ?
? ?d 4 1? ? ? 64 ? ? 64 ?
?? ? D2 ? d 2 ?? ， A ? ，所以， ? 4 ??
中板
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I ? A
4 ?d ? ? d ? ? ?1 ? ? ? ? 64 ? ? D ? ? ? ? ? 0.195 2 2 ? D ?d /4
@
a
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b
对 a 杆和 b 杆，查表得两端固定，得到 ? ? 0.5
?a ?
?l
i
? 14.36 ? ?s ； ?b ?
?l
i
? 7.2 ? ?s
底板
a 和 b 杆均属于粗短杆，则 ? cr ? ? s ? 235 Mpa
图 2 计算简图
2

始发架反力架基座结构受力计算书

始发架、结构受力检算书编制： 审核： 审批： 1

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：

始发托架、反力架预埋钢环

1.始发托架的制作和安装 盾构始发基座采用钢结构形式，主要承受盾构机的重力荷载和推进时的摩擦力，结构设计还需考虑盾构推进时的便捷和结构受力。由于盾构机重达400多吨，所以始发基座必须具有足够的刚度、强度和稳定性。始发基座设计全长9.0m，宽3.753m。 1.1始发基座的安装 盾构机组装前，依据右线隧道设计轴线底面（高程为1518.174m）、洞门位置及盾构机的尺寸，然后反推出始发基座的空间位置（在洞门前0.4~0.5m）。施工盾构井底板时，按照测量放样的基线在盾构始发位置设置预埋件。在盾构安装过程中基座采用“井”字形水平支撑进行加固，安装位置按照测量放样的基线，吊入井下就位焊接，基座上的轨道按实测洞门中心向高抬升20㎜居中放置（标高为1518.174），并设置支撑加固，准确定位后将始发基座与底板预埋钢板焊接连接；始发基座底部要垫平稳，避免扭曲；盾构机主机组装时，在始发基座的轨道上涂硬质润滑油以减小盾构机始发推进时的阻力；始发掘进时，基座两侧加三角支撑，以固定支撑负环。 在钢梁上设置钢轨作为盾构机导向轨道。基座就位后通过横向和斜向进行加固，两边使用横梁与始发洞口的预埋件进行焊接加固（始发井部分地段基座直接支撑在侧墙上）。始发基座的结构见下图1-1,1-2所示

图1-1 始发基座平面结构图 A——A 1-2 始发基座纵面结构图

2.反力架的安装 2.1准备工作 根据结构设计图纸，在反力支撑安装前要进行如下准备工作： （1）在竖井底板预埋钢板，钢板与底板连接牢固略大于反力架底座。 （2）根据盾构隧道的里程反算反力架的位置，然后根据反力架的宽度和斜撑的角度在车站此段施工时预埋钢板，钢板与下部拉筋采用锚焊连接。 2.2反力架、负环管片位置的确定 (1)反力架、负环管片位置的确定依据 反力架位置的确定主要依据洞口第一环管片的起始位置、盾构的长度以及盾构刀盘在始发前所能到达的最远位置确定。 (2)负环管片环数的确定 盾构始发井长度为12.5米，盾构长度8.683米。第一环管片的起始里程D1S，第一环管片的起始里程：D1S=YDK12+327.950，车站端墙内侧里程DF= YDK12+327.550，管片环宽WS=1.2M，负环钢管片长WR=0.2M。DR为反力架端部里程，N为负环管片环数。 在安装井内的始发时最少负环管片环数确定为10环 3．反力架及负环的固定 (1)反力架、负环钢管片位置的确定 在确定始发负环管片环数后，即可直接定出反力架及负环管片的位置。 反力架端部里程为DIS-DF+12.5-1.2*10=12315.550。由于设计反力架为0.6m，则反力架端部支撑长度0.25米。 (2)反力架、始发台的定位与安装在盾构主机与后配套连接之前，开始进行反力架的安装。安装时反力架与车站结构连接部位的间隙要垫实，以保证反力架脚板有足够的抗压强度。 （3）由于反力架和始发台为盾构始发时提供初始的推力以及初始的空间姿态，在安装反力架和始发台时，反力架左右偏差控制在±10mm之内，高程偏差控制在

反力计算

B 类 A 为围护构件的从属面积A 11.7=m 2 μs1：风荷载局部体型系数 μs1(1)：从属面积不大于1m 2时的体型系数,取 μs1（1） 1.4 :=μs1(25)：从属面积大于或等于25m 2时的体型系数μs1（25）0.8μs1（1）:=μs1(A)：从属面积大于1m 2小于25m 2时的体型系数μz ： 风压高度变化系数μz 1= βgz ：高度z 处的阵风系数βgz 1.7 = Wk ： 风荷载标准值(KN/m 2)Wk βgz μz ?μs1?W0?:=一、幕墙立柱的设计计算（反力提取） 幕墙立柱按简支梁力学模型进行设计计算： 1、结构尺寸 跨度（高度）L 6500mm :=左右面板宽度：B11800mm :=B21800mm :=荷载有效宽度： 2、荷载线分布最大荷载集度设计算(矩形分布) （1）垂直于玻璃平面的风荷载作用 计算标高(m)z 6.5:= m 基本风压： W00.8KN m 2 -?:=地面粗糙度类别：

αmax 0.08 :=qEAK ： 垂直于玻璃幕墙平面的分布水平地震作用 (kN/m 2) qEAK βE αmax ?GAK ?:=qEAK 0.361KN m 2 -?=qEK ： 垂直于玻璃平面的分布水平地震作用线荷载标准值(kN/m) qEK qEAK a ?:=qEK 0.65KN m 1 -?=γE ： 地震作用分项系数 γE 1.3 :=qE ： 地震荷载线分布最大荷载集度设计值(kN/m) qE γE qEK ?:=qE 0.844KN m 1 -?=（4）荷载组合 q ： 玻璃所受组合线荷载设计值:(kN/m) 采用SW+0.5SE 组合： (JGJ102-2003 5.4.2) q qw 0.5qE +:=q 5.174KN m 1 -?=3、结构分析 最大弯矩： Mh 2.732107 ?N mm ?=最大剪力： Q 0.5q L ?:=Q 1.681104 ?N =立柱两端支座反力： R Q :=4、选用立柱型材的截面特性 γw ： 风荷载作用效应的分项系数 γw 1.4 :=qwk ： 风荷载线分布最大荷载集度标准值(kN/m) qwk Wk a1a2+() ?:=qwk 3.394N mm 1 -?=qw ： 风荷载线分布最大荷载集度设计值(kN/m) qw γw qwk ?:=qw 4.751N mm 1 -?=（2）幕墙自重荷载 ρg ：玻璃重度（KN/m 2）ρg 25.6KN m 3 -?:=t ：玻璃厚度（mm ）t 20mm :=ρg ：立柱型材重度（KN/m 2） ρa 78.5KN m 3-?:=Aa ：立柱总截面面积（包括副框或扣盖） Aa 6600mm 2:=Gk ：幕墙自重（包括玻璃和框料）产生的轴向荷载（N ） Gk ρg t a ?()?120%+()?L ?ρa Aa ?L ?+:=Gk 10556.1N =GAK ：幕墙构件（包括玻璃和框料）的平均自重（KN/m 2） GAK 0.902KN m 2 -?=βE ：动力放大系数 βE 5:=αmax ： 水平地震影响系数最大值

始发架反力架基座结构受力计算书

. . 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/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=?

【CN209892205U】一种盾构始发全自动反力架【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201920630774.0 (22)申请日 2019.05.05 (73)专利权人 中国电建集团铁路建设有限公司 地址 100044 北京市海淀区车公庄西路22 号院2号楼10层1001 专利权人 中国水利水电第十四工程局有限 公司　 中电建成都建设投资有限公司 (72)发明人 梁高峰　温少鹏　张志胜　李小庆　 张灿峰　余桂林　黄骏　李自兴　 刘体龙　余相君　曹玉敏　王宇　 (74)专利代理机构 成都惠迪专利事务所(普通 合伙) 51215 代理人 王建国 (51)Int.Cl.E21D 9/06(2006.01) (54)实用新型名称 一种盾构始发全自动反力架 (57)摘要 一种盾构始发全自动反力架，以有效降低安 装和拆除的难度，缩短作业时间、节约工程成本。 包括矩形门架和固定于其前端面上的基准环，以 及间隔设置于门架上的千斤顶。所述基准环由相 对称的左半基准环、右半基准环构成，左半基准 环、右半基准环的上、下两端对接部由自动合页 连接形成可折叠结构。所述矩形门架由相对称的 左侧门架、右侧门架构成，左侧门架与左半基准 环固定连接为一体，右侧门架与右半基准环固定 连接为一体；所述左侧门架、右侧门架的底部横 向间隔设置自动转轮。权利要求书1页 说明书2页 附图2页CN 209892205 U 2020.01.03 C N 209892205 U

权　利　要　求　书1/1页CN 209892205 U 1.一种盾构始发全自动反力架，包括矩形门架和固定于其前端面上的基准环，以及间隔设置于门架上的千斤顶，其特征是：所述基准环由相对称的左半基准环(11)、右半基准环(12)构成，左半基准环(11)、右半基准环(12)的上、下两端对接部由自动合页连接形成可折叠结构；所述矩形门架由相对称的左侧门架(21)、右侧门架(22)构成，左侧门架(21)与左半基准环(11)固定连接为一体，右侧门架(22)与右半基准环(12)固定连接为一体；所述左侧门架(21)、右侧门架(22)的底部横向间隔设置自动转轮(34)。 2.如权利要求1所述的一种盾构始发全自动反力架，其特征是：所述左侧门架(21)、右侧门架(22)由立柱(23)、上横梁(24)和下横梁(25)构成门型构架，上横梁(24)、下横梁(25)的外端分别通过螺栓组件固定连接于立柱(23)的上端、下端；上横梁(24)与立柱(23)之间、下横梁(25)与立柱(23)之间各设置一斜撑(26)，斜撑(26)的一端通过螺栓组件与立柱(23)连接，另一端通过螺栓组件与上横梁(24)或下横梁(25)连接。 3.如权利要求2所述的一种盾构始发全自动反力架，其特征是：所述斜撑(26)与立柱(23)、上横梁(24)或下横梁(25)形成等腰直角三角形，斜撑(26)中部与基准环径向宽度中部处贴合。 4.如权利要求2所述的一种盾构始发全自动反力架，其特征是：所述千斤顶包括可偏转千斤顶(31)和固定千斤顶(32)，所述可偏转千斤顶(31)横向间隔设置于上横梁(24)上，竖向间隔设置于立柱(23)上，和设置于斜撑(26)中部，各可偏转千斤顶(31)上可拆卸安装液压钳(33)；所述固定千斤顶(32)横向间隔设置于下横梁(25)上。 5.如权利要求1所述的一种盾构始发全自动反力架，其特征是：所述自动转轮(34)具有电动升降机构。 2