反力架计算

反力架计算书

一、盾构推力

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的厚度均为30mm或20mm，不存在其他厚度的钢板。其中杆身所用材料均为20mm厚钢板，杆件端头钢板的厚度均为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. 根据实际的经验，对立柱及底部横梁进行了加强，以免在使用中发生变形，影响再次使用时装配效果。立柱与横梁采用相同的截面。

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，

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4 1 2 3 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，he=0.7hf=0.7×20=14mm N=бf he lw=235N/mm2×14mm×1000mm=3.29×106N=329t即每米20mm高度的焊缝的承载力为329t。） 6.此册图纸共有5张，部分细节有省略之处，请详细综合阅图；

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

力垂直于焊缝长度方向：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。

2、立柱与预埋件焊缝强度抗拔力的计算：（三个立柱、立柱截面尺寸600×600） lw=（600-10）×4×3=7.080m

N= 329×7.08=2329t，立柱与预埋件焊缝强度抗拔力满足要求。 3、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：L1=600×4×2=4.8m （2）底部横撑与预埋件的焊缝长度：L2=（06+1.4）×4=8m则L=4.8+8=12.8m N=329×12.8=4211.2t>2000t 满足要求

五、底部横梁弯曲应力计算（此梁按三跨简支梁进行计算）。

底部横梁的长度L=5.1m。截面同截面A。 1．最大弯曲拉应力与压应力验算：

Mmax=(F/3)X(L/4)=(5000KN/3)X5.1m/4=2125KN·m，

Iz=8.42X109mm4，Wz=2.8X107mm3，ymax=300mm,则底部横梁的最大拉应力和最大压应力为：

σt=σt= Mmax ·y/Iz=75.7MPa<235MPa, 满足构件强度的要求； 2．螺栓的抗剪力计算：底部横梁端部受的剪力为：F=166t。

底部螺栓连接处共设20个高强度（10.9级）螺栓，总抗剪力N=22t X20=440t>166t,满足要求。

六、立柱弯曲应力计算

立柱与底横梁采用相同的截面，截面A。假设图中5点所示斜撑受到500t的推力，2点支撑受到的分力250t。假定1点至3 点杆件受到外力为250t集中荷载的作用，由计算分析可得， F1=114t,F3=136t,则 Mmax=F3X1539mm=1140KN=2125KN·m，

Iz=8.42X109mm4，Wz=2.8X107mm3，ymax=300mm,则底部横梁的最大拉应力和最大压应力为：

σt=σt= Mmax ·y/Iz=75.7MPa<235MPa, 满足构件强度的要求；

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