反力架计算书

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1、广州市轨道交通21号线工程【11标】【水西站~长平站】盾构区间始发托架计算书目录一、设计、计算总说明1二、计算、截面优化原则1三、结构计算13.1反力架布置形式13.2力学模型23.3荷载取值33.4力学计算3四、截面承载能力复核64.1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107.1计算参数确定107.2弯矩设计值Mmax和剪力设计值Vmax10广州市轨道交通21号线工程【11标】【水西站~长平站】盾构区间始发托架计算书一、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

2、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

3、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10广州市轨道交通21号线工程【11标】【水西站~长平站】盾构区间始发托架计算书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，故所有节点都为固定连接。所有连接在设计时必须要求连接处强度不得低于母体强度。图3-1反力架平面布置图3.2力学模型如上图所示，反力架为一门式刚架。立柱计算高度为6630mm，上下各有两个横梁，

4、计算跨度为5700mm。根据连接形式，以及荷载传递路径可按如下计算模型设计：图3-2反力架计算模型10广州市轨道交通21号线工程【11标】【水西站~长平站】盾构区间始发托架计算书其中：L1、L2为水平横梁与部分钢负环直接接触。H1、H2为立柱，底部与井底板预埋钢板固接，中间与横梁、斜向连杆、水平支撑固定连接。Z1～Z7为水平支撑，一端固接与反力架一端固接在井壁预埋钢板上。荷载传递路径分析：盾构机水平推力F→负环管片→钢负环→反力架→水平支撑以及井底、井壁的支座。3.3荷载取值根据海瑞克公司提供的总荷载设计值为F=1600吨。平均分配到钢负环上。如下图所示。钢负环把荷载传递到反力架上的

5、四个受力区域（即图3.2所示的A、B、C、D四个区域）每个区域的Fi为1/4F。F=1600t*9.8kN/t=15680kN；图3-3荷载分布示意图Fi=F/4=3920kN。3.4力学计算根据以上分析，我们分别建立横梁、立柱、支撑的计算模型。因为横梁的荷载是传递到立柱和水平支撑上的，故应计算为横梁-立柱-水平支撑-井壁支座。3.4.1横梁L1计算q1=F1/2.39m=1640kN/m.10广州市轨道交通21号线工程【11标】【水西站~长平站】盾构区间始发托架计算书L0=5.7mX1=X2=1.655m。图3-4L1计算简图图3-5L1弯矩图（kN.m）图3-6L1剪力图(kN)

6、3.4.2横梁L2计算q2=F2/2.39m=1640kN/m.L0=5.7m图3-7L2计算简图X1=X2=1.655m。10广州市轨道交通21号线工程【11标】【水西站~长平站】盾构区间始发托架计算书图3-8L2弯矩图(kN.m)图3-9L2剪力图（kN）3.4.3立柱H12计算如左图所示，qh即为钢负环传递的荷载，R1、R2为横梁L1、L2传递的支座反力，立柱H1、H2计算模型相同。Qh=F2/2.39m=1640kN/m;L0=6.555m;R1=382kN;R2=2678kN.图3-10H1

7、z受力图10广州市轨道交通21号线工程【11标】【水西站~长平站】盾构区间始发托架

8、计算书图3-12H1

9、z剪力图（kN）图3-11H1

10、z弯矩图（kN.m）四、截面承载能力复核4.1截面参数计算横梁和立柱采用箱式截面，腹板为2*（640*30）mm，翼缘采用2*（500*30）mm。A腹板=640*30=19200mm2；A翼缘=500*30=15000mm2；As=2*（A腹板+A翼缘）=68400mm2；Ix=4679720000mm4图4-1横截面示意图4.2.1L1截面复核10广州市轨道交通21号线工程【11标】【水西站~长平站