反力架计算

11。2、反力架检算书

（1）概况

反力架作为盾构机始发阶段的平衡力系结构,它必须能够承受盾构机始发阶段所提供的始发推力，反力架整体结构以及各细部构件均要求满足施工生产的强度、刚度、稳定性的要求。

兰州地铁轨道交通1号线奥体中心站-中间风井区间隧道反力架主体结构由2根（500x600mm）的立柱和2根（500x600mm）的横梁组成，为了使结构整体稳定性更好则在腹板两侧添加了肋板。右线反力架主体结构南侧立柱有斜支撑将力传递到在车站结构墙上（在结构墙上提前安装预埋件）,北侧立柱直接用竖梁将力传递至结构墙上(在结构墙上提前安装预埋件）。

（2)检算内容

①竖梁的受力检算

②横梁的受力检算

③支撑的受力检算

（3）检算过程

盾构机推进油缸分上下左右四个区，共计32个油缸，左右区各个8个,上区6个，下区10个，最大总推力为10000KN,其中上区、下区总推力达5000KN/区，左右区总计

5000KN/区,四个区可通过调整区压来调整盾构机的分区推力.

①立柱的受力检算

立柱受力计算简图

立柱截面图如下所示:

立柱截面图

立柱剪力图（KN）

立柱弯矩图（KN。m)

立柱结构为超静定结构,按结构力学计算出支撑1、支撑2及支撑3对立柱的反作用力分别为2713.4KN、1776.1KN、557KN,其中截面的最大剪力为1790。8KN,截面最大弯矩为571。37KN·m

1、强度验算

Ⅰ。抗弯计算

MymaxIx

σmaxIx（500×6003-460×5403）/12=3.55×10-2m4

σ＝571370×0。27/（3.55×10—2)＝4。35N/mm 22Ⅱ。抗剪计算

立柱既承受弯矩，同时又承受剪力,剪应力的计算公式如下：

VSfvItw

式中：V—-梁的剪力设计值；

S-—计算剪应力处以上毛截面对中和轴的面积矩

其中S=500×30×285+270× 20×135×2=5733000mm

3I—-毛截面惯性矩

tw—-腹板厚度为20mm

fv抗剪强度，125N/mm2

VSItw

=1790800×5.73×10-3/(3.55×10—2×0.02)

2III．梁整体稳定验算

立柱受压翼缘自由长度与宽度之比

l02032354.0616b050fy

fy205N/mm2

故不需要验算立柱的整体稳定性。

立柱支座间距较小，所以立柱的局部稳定性、抗压及挠度均不需验算均能满足施工要求.

②横梁受力检算

Ⅰ。抗弯计算

横梁计算简图如下图所示：

横梁受力计算简图

横梁截面图

横梁剪力图(KN）

横梁弯矩图（KN.m）

横梁承受着盾构机推进油缸下区，结构为超静定结构，截面的最大剪力为2600KN，截面的最大弯矩为796.24KN，按简支梁方法计算：

MymaxIx

σmaxIx(50060034605403)/123.55102m4

σmaxMymax7962400.27226.05N/mmf205N/mmyIx3.55102

Ⅱ.抗剪计算

横梁既承受弯矩，同时又承受剪力，剪应力的计算公式如下：

VSfvItw

 式中：V--梁的剪力设计值；

S——计算剪应力处以上毛截面对中和轴的面积矩

33 其中S500302852702013525.73310m

I——毛截面惯性矩

tw腹板厚度,20mm

fv—-抗剪强度,125N/mm2

VSItw

=2600000×5.733×10—3/（3.55×10—2×0.02）

22=21N/mm〈fv=125 N/mm，故满足要求

横梁截面积与惯性矩都较大，且横梁支座间距较小,所以横梁的整体稳定性、局部稳定性、抗压及挠度均不用验算均能满足施工要求。

为增加安全系数，要求将横梁与竖梁满焊为整体，并在竖梁对应横梁后侧加焊多道受力筋板来提高横梁的安全性。

由以上计算可得，兰州地铁轨道交通1号线世纪大道—迎门滩站区间盾构始发托架、反力架均符合施工安全要求。