地鐵盾構始發(fā)反力架支撐設計

7地鐵盾構始發(fā)反力架支撐結構設計王松海摘要：在地鐵盾構始發(fā)過程中，反力架支撐起著舉足輕重的作用。其結構的穩(wěn)定是確保盾構機不發(fā)生變形的關鍵，同時也是隧洞軸線不發(fā)生偏移的決定性因素。下面以濟南地鐵R1號線某一盾構區(qū)間為例，通過詳細的力學分析，介紹反力架支撐的結構設計方式。Abstract:Shieldmachineinthesubwayduringreactionplaysanimportantroleinsupportingframe.ThestabilityofthestructureIsthecriticaltoensureshielddoesnodeformation,butalsoadecisivefactortoensurethetunnelaxisdoesnoshift.ThefollowingexampleisJinanMetroLineR1.Throughadetailedmechanicalanalysis,describesthestructureofsupportreactionforceframedesign.關鍵詞：盾構施工；始發(fā)；反力架；支撐；彎矩；撓度Keywords:ShieldConstruction;Originating;Reactionframe;Support;Moment;Deflection.0引言地鐵盾構施工中，始發(fā)反力架支撐的設置環(huán)境大體可分為兩種：一種是始發(fā)井內始發(fā)，如A站始發(fā)反力架安裝模式（根據底板結構墻又分為兩端斜撐和一端斜撐、一端由擴大結構墻支撐的方式）；另一種則是車站內始發(fā)，如B站二次始發(fā)，（根據底板結構亦可分為兩端斜撐和一端斜撐、一端由擴大結構墻支撐的方式）。以上形式在地鐵盾構中是具有代表性的兩種始發(fā)方式。設計原則反力架支撐屬于壓桿，最佳受力狀態(tài)便是盡量使截面在各個方向上的慣性矩相等，即ay=iz），因此在此采用圓環(huán)形截面做支撐結構也是理想選擇。材料確定之后，接下來便要對支撐的結構進行合理的設計，總的設計原則便是讓反力架整體變形達到最小，確保整體穩(wěn)定性。結構設計A站始發(fā)井底板結構圖如圖1所示。始發(fā)井底板平面存在有一個高差，在反力架安裝位置形成一個臺階式的受力環(huán)境。對支撐的受力起到了一定得幫助。反力架支撐材料考慮采用外徑D=508mm、厚10mm的鋼管（支撐與地板連接位置已預埋好鋼板）。

演馬站西始發(fā)站臺剖面圖TO即T14126T3耳抬可2」、反力架的結構形式演馬站西始發(fā)站臺剖面圖TO即T14126T3耳抬可2」、反力架的結構形式如圖2所示。圖2反力架結構圖各部件結構介紹(1)立柱為焊接箱型梁，規(guī)格為箱800X600X30X40,材質為Q235-B鋼材，具體形式及尺寸見圖3。

270圖3立柱結構圖(2)上橫梁為焊接H型鋼構件，規(guī)格為H800X600X30X40,材質為Q235-B鋼材，其結構如圖4所示。(3)下橫梁為焊接H型鋼構件，構件規(guī)格及材質均同上橫梁。圖4上下橫梁結構圖(4)八字撐為焊接H型鋼構件，規(guī)格為H800X300X30X30,材質為Q235-B,八字撐共有4根，中心線長度為2222mm，截面尺寸如圖5所示。30圖5八字撐接頭結構圖反力架支撐結構形式支撐主要有斜撐和直撐兩種形式，按照安裝位置分為立柱直支撐、立柱斜支撐、下橫梁直支撐，上橫梁緊貼中隔板。支撐結構形式如圖6、7所示。圖6支撐結構形式圖（1）立柱支撐（以右線盾構反力架為例）：線路中心右側（西側）可以直接將反力架的支撐固定在標準段與擴大端相接的內襯墻上，線路中心線左側（東側）斜支撐；支撐材料均采用直徑508mm，壁厚10mm的鋼管。始發(fā)井西側立柱支撐是3根直撐（中心線長度為2200mm），始發(fā)井東側立柱是2根斜撐（中心線長度分別為

6776mm和4152mm，與水平夾角分別為40度和18度）和一根直撐（中心線長度為2200mm）。（2）上橫梁緊貼中隔板。（3）下橫梁支撐：材料均采用直徑508mm，壁厚10mm的鋼管（2根中心線長度為2200mm的直撐）。圖7圖7直支撐和斜支撐結構形式圖3反力架的受力檢算支撐的截面特性直徑508mm，壁厚10mm鋼管截面特性：彈性模量E=205X105,最小慣性矩Imin=41860/cm4，截面積=156.37cm2。支撐受力計算18度斜撐受力圖4018度斜撐受力圖FlA、西側立柱直支撐穩(wěn)定性計算最大承壓力根據歐拉公式：F=錯誤!未找到引用源。=(3.14X3.14X205X105X41860)/(2X220)2=4370KN則西側三根直撐能承受的最大載荷為4370X3=13110KN。B、東側立柱后支撐穩(wěn)定性計算最大水平載荷6776mm斜撐(水平夾角40度)水平載荷計算：F=錯誤!未找到引用源。=(3.14X3.14X205X105X41860)/(2X677.6)2=460.7KN由于水平夾角為40度則其水平承載力F2為460.7X錯誤!未找到引用源。cos400=353KN4152mm斜撐(水平夾角18度)平載荷計算：F二錯誤!未找到引用源。=(3.14X3.14X205X105X41860)/(2X415.2)2=1227KN由于水平夾角為18度則其水平承載力F2為1227X錯誤!未找到引用源。os18)=1167KN2200mm直支撐載荷計算：F=錯誤!未找到引用源。=(3.14X3.14X205X105X41860)/(2X220)2=4370KNC、下橫梁后支撐穩(wěn)定性計算下橫梁后支撐是由2根直徑508mm，壁厚10mm的鋼管支撐其單根承載力計算如下：F=錯誤!未找到引用源。=(3.14X3.14X205X105X41860)/(2X220)2=4370KN2根總載荷為2X4370=8740KND、上橫梁后支撐穩(wěn)定性計算上橫梁緊貼中隔板。因此，所有支撐的最大承載力為13110+353+1167+4370+8740=27740KN始發(fā)最大推力我們設置為10000KN,/r