始發(fā)反力架體系

始發(fā)反力架體系設(shè)計概況〔1〕盾構(gòu)機簡介海瑞克盾構(gòu)機S-392、626總推力為42000KN,通過32根推進油缸作用于支撐裝置，切削刀盤扭矩為4400kNm(100%),盾構(gòu)機承受極限最大脫困扭矩為切削刀盤扭矩的120%?！?〕反力架簡介反力架尺寸為長6.205m，高8.000m〔下端1.44m為固定端，上部有6.56m為簡支于中板〕，主體采用Q235型鋼三榀制作，反力架底座與底梁預(yù)埋鋼板焊接連接，焊縫高度為10mm，反力架用Φ609鋼管雙排45度斜撐支撐，支撐作用點分別設(shè)置與h=3.859m和h=5.876m處。反力架支撐圖見附圖。設(shè)計原那么反力架支撐屬于壓桿，最正確受力狀態(tài)便是盡量使截面在各個方向上的慣性矩相等，即〔Iy=Iz〕，因此在此采用圓環(huán)形截面做支撐結(jié)構(gòu)也是理想選擇。材料確定之后，接下來便要對支撐的結(jié)構(gòu)進行合理的設(shè)計，總的設(shè)計原那么便是讓反力架整體變形到達最小。設(shè)計步驟為：1、分析各桿件的類型，計算出各桿件的臨界荷載；2、對于反力架進行受力分析，確定出支撐點的最正確位置，使反力架整體變形最??；3、布置好支撐位置后，驗算反力架工字鋼的強度與剛度，保證二值在標(biāo)準(zhǔn)允許范圍內(nèi)；4、對支撐本身進行加固，形成一個桁架結(jié)構(gòu)，使整個支撐可看成一個剛體，確保整體穩(wěn)定性。體系計算〔1〕支撐設(shè)計驗算圖1功成街始發(fā)站剖面圖支撐截面為圓環(huán)，，鋼材選用Q235，，由歐拉公式，，，，得到2.5，，得到對于圓環(huán)，，，所以，圖2計算簡圖對a桿和b桿，查表得兩端固定，得到圖2計算簡圖；a和b桿均屬于粗短桿，那么=5290KN分析支撐點的最有利布置位置如反力架支撐簡圖圖2所示。支撐布置在均布荷載〔管片環(huán)范圍內(nèi)〕內(nèi)可最大限度抵消彎矩，使梁的彎矩最小擬定總推力1500t，平安系數(shù)K=1.5，那么設(shè)計推力T=22500KN，反力架受均布推力q=T/C=1.19X106N/m，設(shè)計斜撐與反力架夾角θ1=θ2=45。受力分析：由于中板與底板支撐底座為全現(xiàn)澆砼，非反力架后靠系統(tǒng)的受力薄弱點，但當(dāng)反力架后靠體系處于臨界破壞狀態(tài)時，體系全部軸向力轉(zhuǎn)為只反力架梁式受力。因此斜撐此時的強度在整個受力體系中起主導(dǎo)作用，為保證這種不利狀態(tài)的發(fā)生，在始發(fā)推時過程中將按排專人觀測反力架的整體受力變形情況，在推進前將用TS-02全站儀精測布置在反力架上部與中部的位移監(jiān)測點，防止出現(xiàn)斜撐后靠破壞狀態(tài)的發(fā)生：〔2〕支撐節(jié)點承載力設(shè)計值：其中，原式=230992KN支撐節(jié)點理論設(shè)計強度滿足要求?！?〕驗證三榀反力架是否滿足受力要求由實際設(shè)計反力架后靠體系所得的彎距包絡(luò)圖得，a支撐為整天個體系中集中力最大點，計算支撐a的軸向設(shè)計承載力Fxa斜撐理論極限承載力Fpcr=5290KN,平安系數(shù)K=1.5由,可得，0.151Fb=2.71FdFb=17.9Fd0.151T=Fa(0.151+2.005)+Fc(0.151+2.005+1.344)由此可以將體系歸化為簡支梁受力如下列圖取節(jié)點b為研究對象a到達極限承載力Fpcr時理論總推力T’==50354.2KN反力架承受的最大荷載T控制在2250t內(nèi)，因此理論滿足設(shè)計要求?！?〕計算梁的撓度計算慣性矩梁的截面如右圖所示:計算得到查標(biāo)準(zhǔn)得，梁的撓度應(yīng)滿足，最高強度要求為，鋼材的彈性模量E=1.96X109空心矩形截面性質(zhì)計算b＝504.00(mm)矩形寬bh＝504.00(mm)矩形高hb0＝474.00(mm)空心寬b0h0＝474.00(mm)空心高h0A＝29340.00(mm)截面面積AIx＝1170401940.00(mm4)慣性矩Ix=b*h^3/12Ix0＝3033609300.00(mm4)慣性矩Ix0=Ix-∑Ai*yi^2Iy＝1170401940.00(mm4)慣性矩Iy=h*b^3/12Iy0＝3033609300.00(mm4)慣性矩Iy0=Iy-∑Ai*xi^2ix＝199.73(mm)回轉(zhuǎn)半徑ix=sqrt(Ix/A)ix0＝321.55(mm)回轉(zhuǎn)半徑ix0=sqrt(Ix/A)iy＝199.73(mm)回轉(zhuǎn)半徑iy=sqrt(Iy/A)iy0＝321.55(mm)回轉(zhuǎn)半徑iy0=sqrt(Iy/A)Wx＝4644452.14(mm3)截面抵抗矩Wx=Ix/h*2Wy＝4644452.14(mm3)截面抵抗矩Wy=Iy/b*2γ=78.50(kN/m3)材料重度γ(鋼材為78.5kN/m3)G＝2.30(kN/m)每延米自重G=Aγ下面計算梁的撓度按疊加法，分別計算出單個荷載時梁撓度，然后疊加便得到梁變形時的最大撓度均布荷載作用時，集中力作用時，mm，滿足要求同時，也滿足最高強度要求?！?〕后靠焊縫強度驗算：采用三塊4cm厚等腰直角三角形鋼板做為Ф609斜撐的后靠，如下列圖示：=153.5N/mm2應(yīng)力=5290X103sin(45)/(800*40)=116.7N/mm2159.8N/mm2<=235X1.22=286N/mm2=201N/mm2<=235X1.22=286N/mm2焊縫滿足要求。綜上驗算，反力架體系符合始發(fā)使用要求。計算依據(jù)：[1]鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)GB