总推力计算书

S-550盾构机总推力计算书

1、计算参数

管片内径：Φ11700mm 管片外径：Φ12800mm 管片厚度：550mm 管片宽度：2000mm 盾构机重量：1300t 盾构机长度：11.18m 盾尾壳体厚度：t=80mm 覆土厚度：27m

土容重：18.7KN/m3 γ=ρg

强风化混合岩静止土压力摩擦系数：k0=0.65 土的侧压力系数：0.4

盾构尾部的外径为：D=Φg+2（δ+t）=13100mm 盾构刀盘直径为：D0＝13200mm 钢与土的摩擦系数μ1：0.3

车轮与钢轨之间的摩擦系数μ2：0.2 每一滚刀的容许负荷pr：250kN 最大推力F：128687kN

额定扭矩：18900 KNm/0.85 rpm 脱困扭矩：23000 KNm

2、盾构荷载计算

按覆土厚度H0=27m计算

①pe1?(??10)?h0?(18.7?10)?26?226.2kPa

②pe2?pe1?k0???D/2?306.4kPa

水压垂直土压水压水平土压水平土压水压水压土压垂直抵抗土压自重抵抗土压水压

图3-4-26 荷载计算简图

3、盾构机总推力计算

盾构的推力主要由以下五部分组成：

F?F1?F2?F3?F4?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 F3为切土所需的推力

F4为盾尾与管片之间的摩阻力 F5为盾构、拖车的牵引力

F1?18(pe1?pe2)DL?.??2?w

数，计算时取式中：?：土与钢之间的摩擦系??0.3

1F1?（226.2?306.4）?13.2?11.1?0.3??2?0.3?1300?2617.76t8F2??（4DPd）2

力式中：Pd为开挖仓中心点水土压，由切口水压计算可知，DK108+230处

p=3.7bar。

F2??/4?13.2?370?5060.8t

2F3??/（4DC）2

式中：C为土的粘结力，C=0.5t/m2

F3??/（413.2?0.5）?68.39t2

F4?Wc?c

式中：WC 、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2.0m计时，每环管片的重量为105.8t），两环管片的重量按211.6t考虑。μC=0.3

F4?211.6?0.3?63.48t

F5?G?sin???gGhcos?

式中：G盾构重量，GZ=1300 t ；Gh为盾尾台车的重量，Gh≈220t。 θ为坡度，最大上坡θ=30‰，tgθ=0.0267 μg为滚动摩阻，μg=0.05

F5?720?0.0267?0.05?220?1?30.3t

盾构总推力：

F?2617.76?5060.8?68.39?63.48?30.3?4594.6t?7840.73kN

盾构的总推进力包括盾构外围与土的摩擦力、盾构推进阻力（正面阻力）、由滚刀挤压阻力、管片与盾尾的密封阻力、后方台车的牵引阻力，其中滚刀挤压阻力及盾构推进阻力具有一定的变动性，根据经验数值其变动范围在500T以内，故在DK108+230处气垫仓压力设定为3.7Bar的情况下，F取值为7600T～8100T.

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