盾构机吊装计算书

1、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 乂 6240mm 乂 3365mm。（3）单件最重设备吊装验算.J U_Li. L -, I'. I .帝二-二一二：二-:<:-二 二 二 二-*I - - 1 - - fc- 2-，、一匕七图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=mX K1+q =120X 1.1+2.5=134.5t式中：m=单件最大质量；K1=ftl载系数，取1.1倍；4=吊索具质量，吊钩2t+索 具0.5t;额定起重量

2、 Q=138t>G=134.5t （最大）故：能满足安全吊装载荷要求。为此选择XGC260a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)主吊钢丝纯规格：6 X 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° (钢丝纯水平夹角)，K-动载系数1.1钢丝绳单根实际破断力S =331t钢丝纯安全系数=331 /34.57=9.575 ,大于吊装规要求的8倍安全系数，满足吊装安全要求。(

3、详见起重机设计规(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纯，设每个卸扣所承受的负荷为H',则H' =K1Q+4式中K1:动载系数，取 K1=1.1, Q:前盾的重量。则 H =K1Q-4=1.1X 120 + 4=33T<55T因此所选用的6个该型号“？”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) 6X37+1/65钢丝绳4根，2根用于主钩吊装，两根用于辅助翻身。规格 为22 X 10m、22X12

4、m、25X14m的钢丝绳数根。安全负荷为 55t,满足施工要求。4最大尺寸吊装验算由于拼装机、拉车、连接桥尺寸大，以它们连接桥最大尺寸为12.558m （按13m考虑）计算其安全吊装情况。实际情况为XGC260履带式起重机吊装中心至履带前端：3m；吊装构件至盾构井边不小于1m；以最大尺寸（连接桥最最大尺寸按13m考虑，吊装时调整角度，使其水平投影长度为 9m）9 + 2 = 4.5m（则实际需要最大吊装距离L= 3+ 4.5+1 = 8.5m。充分考虑不同场地的情况，确定XGC260履带式起重机吊装半径取16m,起重吊装最大质量（2号台车）为40t,在工况：主臂（L） = 30m,作业半径（R

5、） = 10m条件下，起重机额 定起重量为 Q= 138T;额定起重量 Q=138t>40 X1.1=44t ,满足吊装要求。 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，检查钢丝绳与连接部件无问题后，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为受力最XGC260履带起重机继续提升，直至盾体处于垂直位置时, 大

6、状态，完成盾构翻身工作。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：G=120+ 2=60t则：负荷率为75%<80%,满足吊 装要求。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6mx 2.5m,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

7、积为履带面积2X1.1X9.6= 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4X6X2.5=60m2;端头硬化层又将重力传递至端头地层XGC260350ml混辗 日 土根上铺式立/> >二三女石三百或品 J _二 WE 五1£二5 二匚I h > IM * j. K - J -M. - d . I. _ . LMT. _ J. = ZZ- ZZ = UJ- =L = -Ul/ll I - LT -芍图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），

8、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。RMAX=aX （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 X （ 260+120） X 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 12mx 9mS=12X 9=108m2吊车起吊对场地的均布荷载为：P= RMAX/S =4096.4KN/108m2=37.93kPa吊

9、车起吊对场地荷载取均布载荷 1.4倍：35.01 x 1.4=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,则最基承载力为：53.101 X2.5=132.753kPa吊装过程中计算硬化路面的承载力，只要大于 132.753 KPa即可满足要求。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理想为条形基础，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主要为卵石土土质，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,摩擦角 小=35°。根据太沙

10、基极限承载力公式：Pu=0.5N 丫 X b X b+NcX c+NqX 丫 XdL地基土的重度，KN/m3;b一基础的宽度，m；c地基土的木聚力，KN/ m3 ;d一基础的埋深，m。Nt、Nc、Nq地基承载力系数，是摩擦角的函数，可以通过查太沙基承 载力系数表见表 3-1所小:摩擦角地基承载力系数摩擦角地基承载力系数小（度）NyNcNq小（度）NyNcNq005.71.00226.5020.29.1720.236.51.22248.623.411.440.397.01.482611.527.014.260.637.71.81285.031.617.880.868.52.20302037.02

11、2.4101.209.52.68322844.428.7121.6610.93.32343652.836.6142.2012.04.00365063.647.2163.0013.04.91389077.061.2183.9015.56.044013094.880.5205.0017.67.4245326172.0173.0太沙基地基承载力系数NIy、Nc、Nq的数值表表3-1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=0Kpq摩擦角 小=35；根据摩擦角小35° （按34°进行查表）查表3-1得承载力系数Ny 36、Nc=528 Nq=36.6。代

12、入公式Pu=0.5 X 36X20.5 X 2.5+52.8 X 0+36.6 X 20.5 X 0.35=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=474.042Kpa>132.75Kpa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6 / 9吊机站位站在侧墙背后，则相当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4mo受到的最大土压力位置深度为 H=4m

13、,小=35° 按照朗金主动土压力计算公式可得：Pa=(TH+q) Ka-2c“ka",其中Y为砂卵石土重度，q为均布载荷，Ka为砂卵石土主动土压力系数，c为砂卵 石土凝聚力。查岩土工程勘察报告列表，砂卵石土的重度丫 = 20.5KN/m3,粘聚力 c=0Kpa。土压力系数 Ka=tan2 (45° -02) =0.27。计算得，侧墙受到的最大土压力与最小土压力为Pamax= (20.5X4+7.6) X 0.27=27.192Kpa。Pamin=7.6X 0.27=2.052KPa由分布图面积可求得主动土压力合力Ea与其作用点位置：Ea=2.052X 4+0.5X

14、 (27.192-2.052) X 4=58.488kNEa的作用点距墙角为C:C=2.052X4X2.7+0.5X (27.192-2.052) X 4X 1.8/58.488=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+2400X 99.83kg=242097kg,其重力的反作用力产生的力矩大小为 Mi=242097X 10X0.3=726.291kN- m。土压力产生的力矩为 M2=EaX C=58.488X 1.93=112.8818kN m7 / 9抗倾覆系数 K=Mi/M 2=726.291/112.8818=6.4

15、>1.6因此，挡土墙的设计符合吊装要求，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。(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GB50017-2003查知，Q345厚钢板的抗拉强度设计值为305N/mm2,抗剪强度设计值为2180N/mm2:各参数计算公式为：F/SaF/Sb式中：吊耳上正应力(最大正应力)T-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) Sa (220 90) 60mm2 7800mm2 ( Sa 为图 3.6.2 中 A-A 的截面积)F /Sa 3.25 105N/7800mm2 41.67N/mm2(2) Sb (110 45) 60mm2 3900mm2 ( Sb 为图 3.6.2 中 B-B的截面积)522F /Sb 3.25 105N /39