盾构机计算书

一、 围护结构计算 1、支撑刚度计算直撑：25/0.265321543.298071022/m MN LD EA K =⨯⨯⨯==斜撑：2252/9.22045cos 12.2273.1243.29807102cos 2/m MN LD EA K =⨯⨯⨯⨯==α 2、地下连续墙计算①地下连续墙计算的参数取值如下：a 、侧向水土压力：粘性土按水土合算，砂性土按水土分算，按矩形土压力计算；b 、地面超载：施工阶段按30kPa 计算，使用阶段按20kPa 计算；c 、土弹簧：按详勘报告推荐值选用；d 、地下水位：按地表面计(根据详勘报告)；e 、土的C 、Φ值：固快峰值标准值； ②计算简图杭州一号线江北风井主体围护计算基坑开挖深度为26.41m ，采用厚度为1000mm 的地下连续墙围护结构，墙长度为42m ，墙顶标高为0m 。

计算时考虑地面超载30kPa 。

共设7道支撑，见下表。

③内力包络图500-50 051015202530354045深度(m)水平位移(mm)Max: 48.7400020000-2000-400051015202530354045深度(m)弯矩(kN*m/m)-1652.9 ~ 2446.6200010000-1000-200051015202530354045深度(m)剪力(kN/m)-781.9 ~ 1010.2④墙底抗隆起验算Prandtl: K=9.9T erzaghi: K=12.23墙底抗隆起验算⑤坑底抗隆起验算(14-2)坑底抗隆起验算 K=2.62⑥抗倾覆验算二、明挖段内部结构计算1、框架1(非蓄冰室段)1）荷载顶板覆土：1.8*2.956=5.32t/m=0.8*(1.8*3.356+2)=6.43t/m侧向土压力：q顶=0.8*(1.8*9.206+2)=14.86t/mq下一=0.8*(1.8*15.606+2)=24.07t/mq下二=0.8*(1.8*22.546+2)=34.07t/mq底底板水反力：21.256t/m顶板超载：2t/m下一层板超载：1t/m下二层板超载：1t/m底板超载：1t/m2）结构尺寸顶板：800mm；下一层板：400mm；下二层板：500mm；底板：1100mm；下一层侧墙：600mm；下二层侧墙：800mm；下三层侧墙：1000mm；3）内力图弯矩图剪力图2、框架2(蓄冰室段)1）荷载顶板覆土：1.8*2.956=5.32t/m=0.8*(1.8*3.356+2)=6.43t/m侧向土压力：q顶q=0.8*(1.8*9.206+2)=14.86t/m下一=0.8*(1.8*15.606+2)=24.07t/mq下二=0.8*(1.8*22.546+2)=34.07t/mq底底板水反力：21.256t/m顶板超载：2t/m下一层板超载：6t/m下二层板超载：1t/m底板超载：1t/m2）结构尺寸顶板：800mm；下一层板：700mm；下二层板：500mm；底板：1100mm；下一层侧墙：600mm；下二层侧墙：800mm；下三层侧墙：1000mm；3）内力图弯矩图剪力图三、工作井内部结构计算1、荷载顶板覆土：1.8*2.956=5.32t/m=0.8*(1.8*3.356+2)=6.43t/m侧向土压力：q顶=0.8*(1.8*9.206+2)=14.86t/mq下一q=0.8*(1.8*15.606+2)=24.07t/m下二=0.8*(1.8*22.546+2)=34.07t/mq底底板水反力：21.256t/m顶板超载：2t/m下一层板超载：1t/m下二层板超载：1t/m底板超载：1t/m2、结构尺寸顶板：800mm；下一层板：400mm；下二层板：500mm；底板：1100mm；下一层侧墙：600mm；下二层侧墙：800mm；下三层侧墙：1000mm；3、内力图顶板M11(自重工况)顶板M22(自重工况)顶板V13(自重工况)顶板V23(自重工况)底板M11(水反工况)底板M22(水反工况)底板V13(水反工况)实用标准文案精彩文档底板V23(水反工况)。

钢后靠计算一、本工程盾构钢后靠主要采用70# H钢拼接成钢框架作为盾构推进的后座力，本计算书主要对此钢结构框架进行计算复合，以满足工程需要。

二、设计条件：（没考虑盾壳与其它物件的摩擦力，即设定所有出洞段推力都传递到后靠上）根据13号盾构出洞段推力经验值，其最大推力不超过在2000T，为安全起见取盾构推力为2500吨，安全系数取1.2盾构推力T=S•t=2500×1.2=3000T下面的计算方法的结果都是偏大且力分配不均匀，所以如果这样的计算结果，结构都能满足则实际受力时结构偏安全。

钢后靠立面图三、作用于钢后靠的荷载计算：1、盾构机作用于钢后靠上荷载总周长L=2πR=18.369m （R=2.925m）作用于钢后靠的均布荷载为q=T/L=3000T/18.369m=1633KN/m因其中4环为开口环，上半部为水平支撑传力到后靠，下半部为均部荷载传递到后靠立柱，其中一根立柱靠着混凝土剪力墙，把力传给混凝土剪力墙，因此不需验算此后靠；只需验算不靠墙的立柱即可，不靠墙的立柱后面采用一根Ø609钢管进行支撑。

两后靠立柱下部之间为H钢梁，钢梁背靠车站平台，因此该钢梁也不需计算。

2、立柱：立柱主要承上部方向传递的荷载上部荷载为弧长= 2πR146︒/360︒=7.4 m荷载= q•7.4 m=1633×7.4=12084KN线荷载通过4Ø609钢管传递给后靠立柱，其中不靠墙立柱承受到2个集中F1=F2=3021KN 弯矩计算：（1）下部均部荷载如图示Mmax =927.489KN•m70# H钢的抗弯截面模数W为10197cm3σ=M/(2W)=927.489KN•m /(2×10197)cm3=45.5Mpa≤[σ]=170Mpa所以满足要求（2）集中荷载如图所示FA处为最不利受力点FA=3469.343KNMmax= 1825.567KN•m70# H钢的抗弯截面模数W为10197cm3σ=M/(2W)=1825.567KN•m /(2×10197)cm3=89.5Mpa≤[σ]=170Mpa所以满足要求刚度计算由于采用5环闭口环，在开始推进时，使用全部千斤顶，从以上剪力图示中可知集中力FA弯矩最大，所以选择上部刚度验算即可。

设计依据：1.《广州市轨道交通五号线工程区庄至动物园南门区间详细勘察阶段岩土勘察报告》2.《广州市轨道交通五号线工程动物园南门至杨箕区间详细勘察阶段岩土工程勘察报告》3.《广州市轨道交通五号线首期工程（滘口至文冲段）设计技术要求》4.广州市轨道交通五号线首期工程（滘口至文冲段）区庄站至动物园站区间招标设计及投标设计文件5. 广州市轨道交通五号线首期工程（滘口至文冲段）动物园站到杨箕站区间招标设计及投标设计文件6.《广州市轨道交通五号线首期工程（滘口至文冲段）施工图设计结构防水工程技术要求》7．《广州市轨道交通五号线[区庄站～动物园站～杨箕站区间]盾构工程设计合同》8.广州市地铁五号线总包总体部下发的工作联系单9.采用规范：1）《人民防空工程设计规范》（GB50225-1995）2）《盾构法隧道施工与验收规范》（GB50446-2008）3）《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）4）《地铁设计规范》（GB50157-2003）5）《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）6）《地下工程防水技术规范》（GB50108-2001）7）《铁路隧道设计规范》（TB10003-2005）8）《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）9）《锚杆喷射混凝土支护技术规范》（GB50007-2002）10）《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）11）《铁路桥涵设计基本规范》（TB10002.1—2005）12）《地下铁道工程施工及验收规范》（GB50299—1999）2003年版13）其他相关规范、规程工程概况本工程含区庄站～动物园站及动物园站到杨箕站两个盾构区间，盾构始发井设于杨箕站，盾构机于动物园站过站，盾构吊出井设于区庄站东侧。

两区间均属珠江三角洲平原，沿线路面交通繁忙，为密集的建筑物、高架桥桩基区，地下管线密布。

动物园站～杨箕站区间隧道下穿内环放射线黄埔大道A2标以及内环—梅东—中山—立交桩基，同时距东风广场会所及环风变电桩基较近。

某泥水盾构机推力计算书1)计算条件1-1土质条件土壤单位体积的重量γ土壤单位体积的重量(水中) γ'水单位体积的重量γw土壤内摩擦角φ侧向土压摩擦系数Ka最大埋深H从盾构顶部测量的最大地下水位Hw开挖面的水压(盾构机中央) Pw泥土和钢板间的摩擦系数μ1-2 盾构机盾构外径 D盾构长度L盾构总重W盾构千斤顶的最大推力Fj盾构千斤顶的数量nj 1-3 管片材料类型RC单环管片的重量Ws管片和钢板间的摩擦系数μc2)作用于盾构外部钢板的土压将土压减去水压，可求得盾构外壁和泥土之间的摩擦阻。

土压可根据整个埋深计算得出。

上载负载P1、P2为∶P1=γ’H+ PoP2=P1+S式中∶S=πｇ=πγｏｔ水平负载Q1、Q2为:Q1=K1(γ’ H1)Q2=K1{γ’(H1+2R) }3）作用于刀盘面的土压根据整个埋深可计算出土压。

土压可由下式得出。

Pd=Ka×{γ’×(H+R)}4）盾构机的掘进阻力盾构机的掘进阻力表示如下：(1)盾构外部钢板和泥土之间的摩擦阻力(F1)F1=μ×{π×D×L×(P0+P2+P3+P0')/4+W}(2)土压的正面阻力(F2)F2=(π×D2/4)×Pd(3)水压的正面阻力(F3)F3=(π×D2/4) ×Pw(4)盾尾内表面和管片之间的摩擦力(F4)F4=μc×Ws'×gWs'=作用于盾尾部分的重量(假定作用在盾尾部分的最大重量相当于2个环片的重量。

) 5）所需推力和装备推力根据4.(1)～(4),所需推力可由下式得出：F=F1+F2+F3+F4而实际装备推力 Fa 为Fa= Fj×nj=278400 kN ＞ F SF=1.61【CASE2】因此，该盾构机具有足够的推力。

水压的正面阻力F3 kN 116,849.87 99,132.88 盾尾内表面和管片之间的摩擦力F4 kN 667.08 667.08 所需推力和装备推力 F kN 155,698.56 172,566.64 安全率sf - 1.79 1.612.挖掘扭矩的计算一般认为盾构机（轴承型中间支承方式）的挖掘所需扭矩T由以下各要素构成。

附件6:计算书1.单件最重设备起吊计算（1） 单件设备最大重量： m=120t 。

（2） 几何尺寸： 6240mm x 6240mm x 3365mm 。

（3 ）单件最重设备吊装验算图1中盾吊装示意图工况：主臂（L ） =30m ；作业半径（R ） =10m 额定起重量Q=138t （参见性能参数表） 计算：G=m X K1+q =12" 1.1+2.5=134.5t式中：口=单件最大质量； 0=动载系数，取1.1倍；q=吊索具质量，吊钩2t+索 具0.5t ; 额定起重量 Q=138t > G=134.5t （最大）故：能满足安全吊装载荷要求。

为此选择XGC260履带式起重机能满足盾构机部件吊装要求。

2钢丝绳选择与校核J. JLL L I I L土-=二i _---_--i-:i --------■-・:■:-.■- 7 --- < -----• - L- B - ■■- - ■-•二二-—二二 F■二二 M =="UEDE 5F ==--7 - ~二■二二-E - ~ -主吊索具配备：(以质量最大120t为例)主吊钢丝绳规格：6X 37-65.0盾构机最大重量为120t，吊具重量为2.5t.总负载Q =120t+2.5t=122.5t主吊钢丝绳受力P: P=QK/(4X sina) =34.57ta=77° (钢丝绳水平夹角)，K-动载系数1.1钢丝绳单根实际破断力S =331t钢丝绳安全系数=331 /34.57=9.575 , 大于吊装规范要求的8倍安全系数，满足吊装安全要求。

(详见《起重机设计规范》(GB/T3811-2008)符合施工要求)。

3.吊扣的选择与校核此次吊装盾构机，选用了6个55T的“？”型美式卸扣连接盾构机前盾、中盾的起吊吊耳与起吊钢丝绳，设每个卸扣所承受的负荷为H',则H' =K X Q 十4式中K1 :动载系数，取K1=1.1，Q:前盾的重量。

目录一、工程概况 (1)二、反力架计算 (1)2.1 反力架及支撑体系介绍 (1)2.2 反力架受力分析 (4)2.3 反力架验算 (4)三、始发托架计算 (7)3.1 始发托架介绍 (7)3.2 始发托架受力验算 (8)盾构始发托架、反力架计算书一、工程概况本标段包括2站2区间，分别是云梦站、大板站、云梦站～长发站区间、长发站～大板站区间，区间采用盾构法施工。

云梦站～长发站区间，盾构从云梦站始发，沿凤凰大道地下敷设，向东沿陕鼓大道到达长发站小里程端接收。

区间左线隧道长1050.213m，右线隧道长1043.206m；线路平面有二处曲线，曲线半径为1200/450m，洞顶覆土5.4～17.2m，线间距13～15.5m，最大纵坡为14.818‰。

长发站～大板站区间，盾构从长发站和站后暗挖隧道空推通过后，在暗挖隧道端头和车站大里程端二次始发，沿陕鼓大道地下向东行进后，转向东南方向沿迎宾大道地下进行，到达大板站小里程端接收吊出。

区间左线隧道长637.377m，右线隧道长858.852m，区间含一处平曲线，曲线半径为450m，洞顶覆土6.3～13.2m，左右线间距为15～15.6m，线路纵坡为V形坡，最大坡度为22‰。

二、反力架计算2.1 反力架及支撑体系介绍盾构机在始发掘进时，必须借助外置反力架来提供盾构在始发过程中及前阶段的顶进推力。

反力架的结构设计按照安全、适用、经济的原则，其材料的选定是根据盾构机各种设定参数计算出来总的推力并充分考虑了盾构施工现场的实际情况。

反力架采用20mm和30mm厚钢板制作，进行盾构反力架形式的设计时，是以盾构的最大推力及盾构工作井轴线与隧道设计轴线的关系为设计依据。

图2-1-1 反力架钢负环设计图图2-1-2 反力架组装立体示意图反力架设计如图2-1-3、2-1-4所示。

图2-1-3 云梦站反力架设计图图2-1-4 长发暗挖隧道反力架设计图支撑系统由钢反力架、斜撑及负环管片临时衬砌组成。

6.34m土压平衡d1型地铁盾构（液压系统）计算书Ф6340土压平衡d1型盾构推力扭矩计算书2. 设计依据Φ6.34m土压平衡盾构掘进机的设计根据上海地区的软土地质条件和工程条件进行, 土质主要包括灰色淤泥质粘土层、灰色粘土层、粉质粘土、砂质粉土等。

2.1 地质条件隧道需穿越的地层主要是灰色淤泥质粘土层、灰色粘土层、灰色粉质土层, 其特点: 饱和、流塑, 属高压缩性土, 受扰动后沉降大, 易发生流砂。

（见图一）其主要力学指标:a. 平均值: N＝2～8b. 内摩擦角: Φ＝7.5°～19.5°c. 凝聚力: C＝4.0～25.0kpad. 渗透系数：KV20＝1.77×10－5～1.58×10－4cm/secK H20＝2.02×10－5～2.49×10－4cm/sec3.2 推进系统3.2.1盾构的载荷条件及盾构总推力3.2.1.1盾构的载荷条件盾构在地下推进时, 盾构壳体所受荷载基本有以下几种: 垂直土压、水平土压、地下水压、土体抗力、自重、地面荷载、施工荷载、其它荷载。

图四给出了盾构外周以及正面受力情况, 盾构受力主要由土压和水压构成。

地面荷载由实际情况来定, 计算时一般取20kN/m3。

g w1P w2—底部垂直水压(kN/m2)； q e1—顶部土体侧压(kN/m2)；q e2—底部土体侧压(kN/m2)； q w1—顶部侧向水压(kN/m2)；q w2—底部侧向水压(kN/m2)； q fe1—顶部水平土压(kN/m2)；q fe2—底部水平土压(kN/m2)； q fw1—顶部水平水压(kN/m2)；q fw2—底部水平水压(kN/m2)。

其中qfe1=qe1, qfe2=qe2, qfw1=qw1, qfw2=qw2。

垂直土压: Pe1=W0+γtH0+γ'Hw （1）式中: W0—地面荷载(kN/m2)； H0—地下水位高度(m)；H w—H-H0； H—覆土厚度(m)；γt—地下水位上部的土体容重(kN/m2)；γ'—地下水位下部的土体容重(kN/m2)。

φ6340mm隧道掘进机型号TM634 PMX设计计算书株式会社小松制作所地下建机事业本部小松(中国)投资有限公司2010年4月目录页数1、计算条件 (3)1.1工程条件 (3)1.2地质条件 (3)1.3计算模型 (4)1.4盾构机规格 (5)2、盾构机刀盘所需扭矩计算 (5)2.1 计算条件 (5)2.2 各参数的计算 (6)2.3 所需扭矩计算 (7)3、盾构机掘进时所需推力计算 (8)3.1 计算条件 (8)3.2 各参数的计算 (9)3.3 推力计算 (10)4、盾构机壳体强度计算 (11)4.1 计算条件 (11)4.2 各参数的计算 (11)4.3 土荷载计算 (12)4.4 盾构机壳体水平方向变位量的计算 (13)4.5 载荷的计算 (13)4.6 弯曲扭矩[M]及轴力[N]的计算结果 (14)4.7 盾构机壳体应力σ的计算结果 (15)5、切削刀具寿命的计算 (19)5.1 地质概况 (19)5.2 地质计算模型化 (19)5.3 主切削刀计算 (19)5.3.1 磨损高度与运转距离的关系 (19)5.3.2主切削刀、刮刀的磨损系数 (20)5.3.3刀具磨损计算公式 (21)5.3.4刀具磨损计算结果 (22)6、三排园柱滚子轴承计算 (23)6.1 盾构机规格 (23)6.2 载荷计算 (24)6.2.1土载荷的计算 (24)6.2.2 作用与三排园柱滚柱轴承上的载荷的计算 (24)6.3、三排园柱滚柱轴承寿命计算： (25)6.3.1三排园柱滚柱轴承规格 (25)6.3.2 三排园柱滚柱轴承寿命计算 (25)1、计算条件：1.1、工程条件：(1) 隧道长度 m(2) 隧道最小转弯半径 250m(3) 盾构机开挖直径φ6340m m(4) 管片外径φ6200m m(5)管片内径φ5500m m(6)管片宽度 1200mm(7)管片厚度 350mm(8)分块数 5+1块(9)管片重量 4.5t / 块(10)隧道坡度‰1.2、地质条件：(1)土质淤泥质粘土、粘土、粉质粘土、砂质粉土、粉砂、中粗砂(2)隧道覆土厚度 5～30 m(3)地下水位GL- 0.5 m(4)间隙水压 MPa(5)透水系数 cm/sec(6)标准贯入值（N值）(7)内摩擦角 deg(8)粘着力 kN/cm2(9)含水率（W%）(10)地面负荷 6 tf/m2(11)地层反力系数 kN/m21.3、计算模型说明：由于整个计算全部采用在埋深30m ，承受最大水压力，因此计算偏与安全。

附件6：计算书1.单件最重设备起吊计算（1）单件设备最大重量：m=120t。

（2）几何尺寸：6240mm×6240mm×3365mm。

（3）单件最重设备吊装验算图1 中盾吊装示意图工况：主臂（L）=30m；作业半径（R）=10m额定起重量Q=138t(参见性能参数表)计算：G=m×K1+q =120×1.1+2.5=134.5t式中：m=单件最大质量；K1=动载系数，取1.1倍；q=吊索具质量，吊钩2t+索具0.5t；额定起重量Q=138t＞G=134.5t（最大）故：能满足安全吊装载荷要求。

为此选择XGC260履带式起重机能满足盾构机部件吊装要求。

2 钢丝绳选择与校核图2钢丝绳受拉图主吊索具配备：（以质量最大120t为例）主吊钢丝绳规格：6×37-65.0盾构机最大重量为120t，吊具重量为2.5t.总负载Q =120t+2.5t=122.5t主吊钢丝绳受力P：P=QK/(4×sina) =34.57ta=77°（钢丝绳水平夹角），K-动载系数1.1钢丝绳单根实际破断力S =331t钢丝绳安全系数=331 /34.57=9.575，大于吊装规范要求的8倍安全系数，满足吊装安全要求。

（详见《起重机设计规范》（GB/T3811-2008）符合施工要求）。

3.吊扣的选择与校核此次吊装盾构机，选用了6个55T的“Ω”型美式卸扣连接盾构机前盾、中盾的起吊吊耳与起吊钢丝绳，设每个卸扣所承受的负荷为H’，则H’=K1×Q÷4式中K1：动载系数，取K1=1.1，Q：前盾的重量。

则H’=K1×Q÷4=1.1×120÷4=33T<55T因此所选用的6个该型号“Ω”型美式卸扣工作能力是足够的，可以使用。

吊装器具选择如下：（1）美式弓型2.5寸55t卸扣6只。

（2）6×37+1-∮65钢丝绳4根，2根用于主钩吊装，两根用于辅助翻身。

6.15m土压平衡型地铁盾构机（液压系统）计算书拼装机驱动液压系统1、基本参数拼装机转速： n = 0.3rpm/1.5rpm拼装机转动范围： =±210°马达-减速机速比： i1 = 19.56减速机-大齿圈速比：i2 = 200/15回转力矩： T=87.2KN²m2、马达扭矩：T马达= T/ i1 / i2= 87.2/19.56/(200/15)= 334.36 N²m3、马达转速：n马达=n³i1³i2=1.5³19.56³(200/15)= 392r/min。

4、马达排量马达的工作压力初选12MPaV = 6.28³T马达/12/ηm= 6.28³334.36/12=174.98mL/min5、流量：Q = V²n马达/ηv= 175³392/1000/0.98= 70L/min考虑到泄漏量：单马达的所需流量初选75/min.根据上述参数：选配：马达： MB175AP080马达额定扭矩： T额定=765 N²m马达排量： q =175cm3/rev额定压力： 27.5Mpa额定转速： 600rpm油源与螺旋机系统共用。

拼装机油缸液压系统1、提升油缸工作负载：210KN；提升速度：5cm/s；油缸数量：21） 液压缸内径D 的计算 初选液压缸的工作压力为21MPamm P F D 79.79102114.31000105446=⨯⨯⨯⨯==π 根据国家标准GB/T2348-1993液压缸内径系列将所计算的值圆整为标准值，取D=80mm2）活塞杆直径D 的计算mm Dd 9.4446.1146.1801=-⨯=-=ϕϕ 根据国家标准GB/T2348-1993活塞杆直径系列将所计算的值圆整为标准值，取d=45mm其中ϕ—速度比。

222d D D -=ϕ下面给出了不同速度比时活塞杆直径d 和液压缸内径D 得关系d 和D 的关系设计中，根据工作压力的大小，选用速度比时可参考ϕ和p 的关系表ϕ和p 的关系本，应尽量选用标准系列值。

220千伏东台-盖山线路缆化工程（电缆土建部分）0#-5#工作井盾构基座、反力架计算书审核复核编制中电建路桥集团有限公司福州电力缆化工程总承包部二○二○年六月第1章基座计算书一、计算依据（1）《钢结构设计标准》（GB50017-2017）；（2）《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）；（3）163#、009#盾构机设计图纸；二、基本参数（1）盾构机参数中交天和163#盾构机盾体总重约333t、009#盾构机盾体总重226.1t。

163#盾构机组件尺寸及重量表（2）盾构机基座盾构机基座使用250×250 H型钢制作，共12道横向支撑。

主受力结构为纵梁、横梁、并与连接杆焊接成一个整体，形成整体受力结构，盾构作用在轨道梁上，通过轨道传力到底座上，最后传递到始发架井底地基，轨道梁和支架采用焊接形式连接，其结构图如下。

基座平面图基座纵断面图基座横断面图（4）受力分析盾体重力荷载作用在轨道上，通过支架传递到底座基础，斜纵梁是受力主体，横梁把荷载传递到基础，主要受力梁为1号、2号与3号梁。

受力验算：盾构总重G=333t 其中：盾构刀盘重量G1＝35t 长度L1=1.882m；前盾总成重量G2＝105t L2=2.922m；中盾重量G3＝95t 长度L3＝2.765m；盾尾重量G4＝28t,长度L4＝4.090m。

由上面盾构各节段位置的重量和长度，可知结构最不利位置在前盾与刀盘组装后。

009#盾构机前盾加刀盘重量小于163#盾构机前盾加刀盘，因此只需检算163#盾构前盾下方的支承架是否满足受力要求即可。

取荷载分项系数取1.5，动载系数取1.25，则盾构前盾总成下方每根钢轨荷载为：P=1.5*1.25*1400/(2*2.922*sin62.5°)=506.3kN/m。

假设钢轨荷载均匀分布传递到支承架纵梁，则纵梁荷载q=506.3kN/m。

取支架单元支架计算：1）①号纵梁受力检算（按简支梁计算）：Mmax=ql/8=506.3×0.892/8=56.5kN/m查表可知P43轨（50Mn材质）截面参数为Wx=217.3 (cm3)、屈服强度σs (MPa)≥390MPaσmax=Mmax/Wx=56500/217.3Pa=259.8MPa<390MPa满足刚度要求。

附件6：计算书1.单件最重设备起吊计算（1）单件设备最大重量：m=120t。

（2）几何尺寸：6240mm×6240mm×3365mm。

（3）单件最重设备吊装验算图1 中盾吊装示意图工况：主臂（L）=30m；作业半径（R）=10m额定起重量Q=138t(参见性能参数表)计算：G=m×K1+q =120×1.1+2.5=134.5t式中：m=单件最大质量；K1=动载系数，取1.1倍；q=吊索具质量，吊钩2t+索具0.5t；额定起重量Q=138t＞G=134.5t（最大）故：能满足安全吊装载荷要求。

为此选择XGC260履带式起重机能满足盾构机部件吊装要求。

2 钢丝绳选择与校核图2钢丝绳受拉图主吊索具配备：（以质量最大120t为例）主吊钢丝绳规格：6×37-65.0盾构机最大重量为120t，吊具重量为2.5t.总负载Q =120t+2.5t=122.5t主吊钢丝绳受力P：P=QK/(4×sina) =34.57ta=77°（钢丝绳水平夹角），K-动载系数1.1钢丝绳单根实际破断力S =331t钢丝绳安全系数=331 /34.57=9.575，大于吊装规范要求的8倍安全系数，满足吊装安全要求。

（详见《起重机设计规范》（GB/T3811-2008）符合施工要求）。

3.吊扣的选择与校核此次吊装盾构机，选用了6个55T的“Ω”型美式卸扣连接盾构机前盾、中盾的起吊吊耳与起吊钢丝绳，设每个卸扣所承受的负荷为H’，则H’=K1×Q÷4式中K1：动载系数，取K1=1.1，Q：前盾的重量。

则H’=K1×Q÷4=1.1×120÷4=33T<55T因此所选用的6个该型号“Ω”型美式卸扣工作能力是足够的，可以使用。

吊装器具选择如下：（1）美式弓型2.5寸55t卸扣6只。

（2）6×37+1-∮65钢丝绳4根，2根用于主钩吊装，两根用于辅助翻身。

盾构机反力架计算书太平桥站盾构始发反力架支撑计算书一、工程情况说明二、反力架及支撑示意图12中板反力架底板反力架底板2-2侧墙121-1计算说明：1、根据以往施工情况，始发盾构机推力按照800T进行计算，其中底部千斤顶油压按照200bar，两侧按照140bar，顶部千斤顶不施加推力；2、通过管片和基准钢环调节，每组千斤顶所在区域按照均布荷载进行计算；3、水平支撑采用200mm及250mm宽翼缘H型钢，分别支撑与车站底板及侧墙上，斜撑采用200mm宽翼缘H型钢，45度角撑于车站底板上；4、反力架经几次始发使用，梁自身抗弯和抗剪无问题，本次不予计算。

三、力学模型图A44.7t/mDC89.4t/mB44.7t/m盾构机在顶推过程中反力架提供盾构向前掘进的反力，通过焊接在反力架上的型钢支撑，将力传递到车站结构上。

为保证反力架能够提供足够的反力，以确保前方地层不会发生较大沉降。

要求型钢支撑强度足够。

四、计算步骤1、模型简化假设千斤顶推力平均分配到四个支撑边，即每边承受200t的压力。

2、轴力验算1）底边σ1F/AF/(8A12A2)2000000/(8642829218)28.6M Pa200mmH型钢截面面积A1=6428mm2250mmH型钢截面面积A2=9128mm2σ1σma某210MPa2）右侧边σ2F/AF/(10A1)2000000/(106428)31.1MPaσ2σma某210MPa3）顶边σ3F/AF/(4A1)2000000/(46428)77.8MPaσ3σma某210MPa4）左侧边σ42F/A2F/(62A1)22000000/(626428)51.9MPaσ4σma某210MPa综上，支撑抗压能力满足要求。

3、斜撑螺栓抗剪能力检算对于支撑于底板的斜撑，采用螺栓加焊接钢板的形式固定于底板，每个斜撑底部有13个φ20螺栓。

τ4F4200000054.4MPa23313A33313π20螺栓许用切应力τ100MPa，可知，螺栓抗剪能力满足要求。

盾构机吊装计算书计算：复核：审核：批准：1.1钢丝绳选用（1）钢丝绳选用（本次吊装采用中交天和、锦绣山河两个型号的盾构机，本次吊装索具的选用根据最大件中交天和盾构机前盾为例）盾构机的前盾、中盾、尾盾有四个吊点，刀盘有二个吊点。

中交天和盾构机的前盾、中盾、尾盾钢丝绳的选用按中交天和盾构机前盾考虑，构件最重105t。

最大直径：6440mm，长度：3810mm。

采用四个吊点，可求出吊点最大荷载为26.25t，应选用抗拉强度为177kg/mm2，D=66的6×37钢丝绳4根，查资料可知其破断拉力为254t。

254>105,满足施工要求。

锦绣山河盾构机的刀盘构件重60t，直径6470mm，厚度：1603mm。

采用两个吊点，单边采用两根钢丝绳。

可求出钢丝绳最大荷载为25.5t/cos30°=29.5t，每根钢丝绳载荷为30t，应选用抗拉强度为177kg/mm2，D=66的6×37钢丝绳，查资料可知其破断拉力为254t。

254>60,满足施工要求。

盾构机的台车：盾构机的台车有四个吊点，重量最大的2号车架为29t。

可求出吊点最大荷载为7.25t。

选用抗拉强度为177kg/mm2，D=42的6×37钢丝绳，查资料可知其破断拉力为103t。

103>29,满足施工要求。

（钢丝绳标准选用GB8918-2006，GB20067-2006）1.2卸扣选用中交天和盾构机的前盾、中盾、尾盾卸扣的选用按中交天和盾构机前盾考虑，构件重105t。

采用四个吊点，每吊点为26.25t，选用55t的卸扣，直径为66.5mm，安全负荷为55t，满足施工要求。

盾构机的刀盘重60t。

采用二个吊点，每吊点为30t，选用55t的卸扣，直径为66.5mm，安全负荷为55t，55t>30t,满足施工要求。

盾构机台车：2#台车最重为29t，有四个吊点，每吊点为7.25t，选用17t的卸扣，直径为38.1mm，安全负荷17t，17t>7.25t,满足施工要求。

盾构机吊装作业相关技术计算复核审批批准目录1工程概况 (1)2计算目标 (2)3计算依据 (2)4计算理论及方法 (2)5计算参数取值 (2)5.1350t履带吊起重性能参数 (2)5.2盾构机各构部件分块参数 (3)5.3重要用途钢丝绳性能参数 (4)6盾构机吊装相关计算 (5)6.1350t履带吊吊装能力安全计算 (5)6.2吊装绳索的选用及计算 (5)6.3卸扣的选择及计算 (8)6.4地基承载力计算 (9)6.5刀盘吊耳及焊缝计算 (11)6.5.1刀盘吊耳计算 (12)6.5.2吊耳焊缝强度计算 (14)6.6主驱动吊耳及焊缝计算 (15)6.6.1主驱动吊耳计算 (16)6.6.2吊耳焊缝强度计算 (18)1工程概况本工程采用350t履带吊对直径为8710mm盾构机组件进行吊装及安拆作业。

350t履带吊其履带长度9.949m，整机宽度8.45m，吊装时主臂长度24m，9m固定副臂工况。

其外形结构尺寸如图1、图2所示,荷载表见表1所示。

图1-1 350t履带吊结构尺寸图图1-2 350t盾构工况工作曲线图盾构机总共分为9节台车及设备桥、前盾上下部分（即A环）、中盾前部上下部分（即B环）、主驱动、中盾后部上下部分（即C环）、盾尾上下部分（即D环）、拼装机、螺旋机、拼装平台、刀盘等构部件组成。

2计算目标本计算的计算目标为：1）确定350t履带吊是否满足盾构机吊装工况；2）验算所选吊装绳索是否满足盾构机吊装要求；3）验算所选卡扣是否满足盾构机吊装要求；4）验算地基承载力是否满足盾构机吊装要求。

3计算依据本计算的计算依据如下：[1]《建筑机械使用安全技术规范》（JGJ33-2012）；[2]《起重机械吊具与索具安全规程》（LD48-1993）；[3]《建筑施工起重吊装安全技术规范》（JGJ276-2012）；[4]《重要用途钢丝绳》（GB8918—2006）；[5]《钢结构焊接规范》（GB50661-2011）；[6]《本工区端头井地基承载力报告》。

1． 设计荷载计算1.1 结构尺寸及地层示意图2q=20kN/mh =灰1.2 隧道外围荷载标准值计算（1） 自重 2/75.835.025m kN g h =⨯==δγ（2）竖向土压 若按一般公式：21/95.44688.485.37.80.11.90.185.018q m KN h ni i i =⨯+⨯+⨯+⨯+⨯==∑=γ由于h=1.5+1.0+3.5+43.8=48.8m>D=6.55m ，属深埋隧道。

应按照太沙基公式或普氏公式计算竖向土压：a 太沙基公式：)tan ()tan (0010]1[tan )/(p ϕϕϕγB hB he q e B c B --⋅+--=其中：m R B c 83.6)4/7.75.22tan(/1.3)4/5.22tan(/0000=+=+=ϕ（加权平均值0007.785.5205.42.7645.19.8=⨯+⨯=ϕ） 则：2)9.8tan 83.68.48()9.8tan 83.68.48(11/02.18920]1[9.8tan )83.6/2.128(83.6p m KN e e =⋅+--=-- b 普氏公式：20012/73.2699.8tan 92.7832tan 32p m KN B =⨯⨯==ϕγ2（3） （4） γϕc =2q e（5） 水压力按静水压考虑：a 竖向水压：2w1w w1/478.24=48.8×9.8=H =p m KN γ b 侧向水压：2w1w w1/478.24=48.8×9.8=H =q m KN γ2w2w w2/532.14=5.5)(48.8×9.8=H =q m KN +γ（6） 侧向土壤抗力 衬砌圆环侧向地层（弹性） 压缩量：)R 0.0454k EI 24()]R q (q -)q (q -)p [2(p =4c 4cw2e2w1e1w1e1⋅+⋅+++ηδ 其中：衬砌圆环抗弯刚度取2376.123265120.35×0.1103.45EI m KN ⋅=⨯⨯=衬砌圆环抗弯刚度折减系数取7.0=η；则：m 34410617.057.366600811.2261)925.2200000.04546.232651.70(24925.2)]14.325(154.06-)24.784(139.19-)24.78402.189([2=-⨯==⨯⨯+⨯⨯⨯+++⨯δ2-3r /35.1210617.000002=y k =q m KN =⨯⨯⋅（7） 拱底反力 w c c 1R R 2π -0.2146R +πg +p =P γγe其中：21/02.189p mKN e =2/75.8m kN g = 3/6.728.1645.11.728.10.8645.1m KN =+⨯+⨯=γ，与拱背土压对应 则：2R /91.17410 955.2 2π-6.7955.20.2146+75.8π+189.02=P m KN =⨯⨯⨯⨯⨯。

RＭAX=a×(P+Q)
其中P吊车自重,Ｑ为起重量，ａ为动载系数,按a=1．1计算，得
ＲＭＡX＝1.1×（260+１20）×9．8N/Kg＝40９６.4KＮ
吊车承力面积（两条履带板长为8.5米、宽1．2２米）
为防止履带破坏地面硬化和增加受力面积,铺设3cｍ厚的钢板,钢板尺寸为12m×９m
S＝12×9=１０8m2
盾构机吊装计算书
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附件6:计算书
1.单件最重设备起吊计算
（1)单件设备最大重量:m＝1２0t。
（2)几何尺寸：624０mm×6240ｍm×３３65ｍm。
（３)单件最重设备吊装验算
图3.5.２．1 履带吊站位示意图
（2)地基承载力计算：
地基承载力按地基承载计算(以主吊起吊重量12０ｔ最大重量为例),吊车自重为260ｔ(含配重),地基承载力按最大起重量120t时计算,若起吊12０t重物地基承载力满足要求,则其余均满足。履带吊的两条履带板均匀受力，再在地面铺设钢板，反力最大值可按下列公式计算。
５ 盾构机结构件吊装翻身
盾构机结构件翻身采用一台XＧC260履带起重机和一台ＱY130Ｋ汽车吊双机抬吊完成,XGC2６０挂上吊绳用卡环与前盾体上四个吊耳连接，QY１３0K挂上吊绳用卡环与盾构机翻身吊耳连接，钢丝绳与吊耳连接牢固后,两台吊车同时起吊试吊装,脱离地面300mm后，检查钢丝绳及连接部件无问题后，继续起吊至距离地面１m的位置停止起吊,QY130K汽车吊保持此吊装高度不变，ＸGC2６0履带起重机继续提升,直至盾体处于垂直位置时,XＧＣ2６0为受力最大状态，完成盾构翻身工作。如图所示: