盾构机吊装计算书.doc

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：6240mm6240mm3365mm。（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=mK1+q =1201.1+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=138tG=134.5t（最大）故：能满足安全吊装载荷规定。为此选择XGC260履带式起重机能满足盾构机部件吊装规定。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：637-65.0 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/(4sina) =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， 大于吊装规范规定的8倍安全系数，满足吊装安全规定。（详见起重机设计规范（GB/T3811-2023）符合施工规定）。3.吊扣的选择与校核本次吊装盾构机，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=K1Q4式中 K1：动载系数，取K1=1.1， Q：前盾的重量。则 H=K1Q4=1.11204=33T401.1=44t，满足吊装规定。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汽车吊双机抬吊完毕，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履带起重机继续提高，直至盾体处在垂直位置时，XGC260为受力最大状态，完毕盾构翻身工作。如图所示：根据QY130K起重机作业性能表，可知：在QY130K汽车吊主臂L=17.4m，吊车半径3m、吊耳距离1m、安全距离1m，则作业半径为R=5米。R=5米工况条件下，查性能参数表起重机额定起重量Q=78t；QY130K汽车吊最大实际起重量为：G1202=60t则：负荷率为75%80%，满足吊装规定。6 基础承载力计算（1）承载力分析模型XGC260履带吊自重约260吨，单边履带宽度1.1m，长度9.6m，两条履带外缘相距7.6m，起吊时履带垫4块走道板（尺寸6m2.5m，厚度20mm，单重重约5吨）。履带吊通过两履带将重力传递至钢板，受力面积为履带面积21.19.6= 21.12m2；钢板又将重力传递至端头硬化层，受力面积为钢板面积462.5=60m2；端头硬化层又将重力传递至端头地层。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规定，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。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长受力面积，铺设3cm厚的钢板，钢板尺寸为12m9mS=129=108m2吊车起吊对场地的均布荷载为：P= RMAX/S =4096.4KN/108m2=37.93kPa 吊车起吊对场地荷载取均布载荷1.4倍：35.011.4=53.101kPa 所以，单位面积的地基承载需求为53.101kpa,考虑安全系数2.5，则最大地基承载力为：53.1012.5=132.753kPa 吊装过程中计算硬化 路面的承载力，只要大于132.753 KPa即可满足规定。设计地面硬化厚度为35cm厚 C35钢筋混凝土地面，把履带吊所压的地面面积抱负为条形基础，条形基础宽2.5m，长度15m，埋置深度0.35m，通过本标段岩土工程勘察报告得知地基重要为卵石土土质，查岩土工程勘察报告列表，砂卵石土的重度20.5KN/m3,粘聚力c=0Kpa，内摩擦角=35。根据太沙基极限承载力公式：Pu=0.5Nb+Ncc+Nqd地基土的重度，KN/m3；b基础的宽度，m；c地基土的粘聚力，KN/ m3；d基础的埋深，m。N、Nc、Nq地基承载力系数，是内摩擦角的函数，可以通过查太沙基承载力系数表见表3-1所示：太沙基地基承载力系数N、Nc、Nq 的数值表 表3-1内摩擦角地基承载力系数内摩擦角地基承载力系数（度）NNcNq（度）NNcNq005.71.00226.5020.29.1720.236.51.22248.623.411.440.397.01.482611.527.014.260.637.71.81285.031.617.880.868.52.20302037.022.4101.209.52.68322844.428.7121.6610.93.32343652.836.6142.2012.04.00365063.647.2163.0013.04.91389077.061.2183.9015.56.044013094.880.5205.0017.67.4245326172.0173.0查岩土工程勘察报告列表，砂卵石土的重度20.5KN/m3,粘聚力c=0Kpa，内摩擦角=35。根据内摩擦角=35（按34进行查表）查表3-1得承载力系数N=36、Nc=52.8、Nq=36.6。代入公式Pu=0.53620.52.5+52.80+36.620.50.35=1185.105Kpa取安全系数k=2.5，因此地基的承载力为：fT= Pu/k=1185.105/2.5=474.042Kpa132.75Kpa从计算结果得知，地面硬化35cm厚C35混凝土完全可以承受最大承载力。7.侧墙抗倾覆计算图3.5.3 积极土压力示意图吊机站位站在侧墙背后，则相称于侧墙后填土表面有吊机所施加的荷载。吊机产生的总荷载为64.1kpa，吊机宽度9.1m，简化后，等同于一个大小为7.6kpa的均布荷载，分布长度为9.1m。挡墙深度为4m。受到的最大土压力位置深度为H=4m，=35按照朗金积极土压力计算公式可得：，其中 为砂卵石土重度，q为均布载荷，Ka为砂卵石土积极土压力系数，c为砂卵石土凝聚力。查岩土工程勘察报告列表，砂卵石土的重度= 20.5KN/m3,粘聚力c=0Kpa。土压力系数Ka=tan2（45-/2）=0.27。计算得，侧墙受到的最大土压力与最小土压力为Pamax=（20.54+7.6）0.27=27.192Kpa。Pamin=7.60.27=2.052KPa由分布图面积可求得积极土压力合力Ea及其作用点位置：Ea=2.0524+0.5（27.192-2.052）4=58.488kNEa的作用点距墙角为C：C=2.05242.7+0.5（27.192-2.052）41.8/58.488=1.93m。始发端头挡土墙厚度为0.3m，其重心距墙角的水平距离为0.3m，已知挡土墙总重量为2505kg+240099.83kg=242097kg，其重力的反作用力产生的力矩大小为M1=242097100.3=726.291kNm。土压力产生的力矩为M2=EaC=58.4881.93=112.8818kNm抗倾覆系数K=M1/M2=726.291/112.8818=6.41.6因此，挡土墙的设计符合吊装规定，不会倾覆。8吊耳受力计算盾构机中盾最重为120吨，布置4个吊耳，平均每个受力30吨，刀盘重量62.3吨，布置2个吊耳，平均每个受力31.15吨。图3.6.1 盾构机刀盘吊耳图图3.6.2 吊耳图（1）吊耳抗拉抗剪强度计算吊耳采用Q345普通热轧钢板气割制成。根据钢结构设计规范GB500172023查知，Q345厚钢板的抗拉强度设计值为，抗剪强度设计值为：各参数计算公式为： 式中：-吊耳上正应力（最大正应力）-翻转后吊耳受剪应力（最大剪应力）W-吊耳上绳索应力Sa-为吊耳所受拉应力最大处的面积Sb为吊耳所受剪应力最大处的面积计算结果如下：（1）（为图3.6.2中A-A的截面积）（2）（为图3.6.2中B-B的截面积） 计算结果远小于设计，因此，吊耳自身抗拉、抗剪强度满足使用规定。（2）吊耳焊缝焊接强度计算吊耳采用Q345普通热轧钢板气割制成。根据钢结构设计规范GB500172023查知，Q345厚钢板焊缝强度设计值为：计算公式为k-动载系数，取1.4F-焊缝受力，L-焊缝长度，d-焊缝宽度，计算结果远小于设计，因此，吊耳焊缝焊接强度满足使用规定。