矩形混凝土预制顶推及竖井施工计算书

12.1顶推推力计算 112.2管节受力计算 212.3后座反力计算 212.4顶推机吊装验算 312.5竖井附加荷载计算 612.1顶推推力计算1、顶推推力计算（1）9.1m*5.5m顶推段顶力计算，顶推段长度129m，管顶覆土厚度6.0~11m。F=KCLfk+NF式中：F——总推力（kN）K——润滑泥浆减阻系数，取0.5C——顶推外周长（m）L——顶推长度（m）fk——管外壁单位面积与土体的平均摩阻力（kN/m2），粉、细砂土取11.0NF——顶推迎面阻力（kN）顶推迎面阻力：NF=SP式中：S——顶推机截面积（m）P——顶推机控制土压力（KPa）顶推机控制土压力：P=K0P0+PW式中：K0——砂性土中取0.25～0.33之间P0——静止土压力，P0=K0γ（h+2*5.5/3），γ为土的容重，(20KN/m3)，h为管顶覆土厚度，(11m)PW——地下水压力本工程地下水位虽然在顶推底以下，但为保证顶推施工安全，地下水压力计算水头高度起算点仍从地面考虑。NF=SP=S（K0P0+PW）=9.1×5.5×[0.33×20×(11+2×5.5/3)+1×10×(11+2×5.5/3)]=12185.5KNF=KCLfk+NF=0.5*（9.1+5.5）*2*129*11+12185.5=32902.9KN始发井主顶千斤顶布置22台200t千斤顶，每个千斤顶顶力系数取0.8，即千斤顶总推力F´=22×200×0.8×10=35200KN，F´＞F满足施工要求。（2）7.0m*5.0m顶推段顶力计算，顶推段长度129m，管顶覆土厚度11m。F=KCLfk+NF式中：F——总推力（kN）K——润滑泥浆减阻系数，取0.5C——顶推外周长（m）L——顶推长度（m）fk——管外壁单位面积与土体的平均摩阻力（kN/m2），粉、细砂土取11.0NF——顶推迎面阻力（kN）顶推迎面阻力：NF=SP式中：S——顶推机截面积（m）P——顶推机控制土压力（KPa）顶推机控制土压力P=K0P0+PW式中：K0——砂性土中取0.25～0.33之间P0——静止土压力，P0=K0γ（h+2*5.5/3），γ为土的容重，(20KN/m3)，h为管顶覆土厚度，(11m)PW——地下水压力本工程地下水位虽然在顶推底以下，但为保证顶推施工安全，地下水压力计算水头高度起算点仍从地面考虑。NF=SP=S（K0P0+PW）=7×5×[0.33×20×(11+2×5/3)+1×10×(11+2×5/3)]=5111.3KNF=KCLfk+NF=0.5*（7+5）*2*129*11+5111.3=22139.3KN始发井主顶千斤顶布置16台200t千斤顶，即千斤顶总推力F´=16×200×0.8×10=25600KN，F´＞F满足施工要求。12.2管节受力计算（1）9.1m*5.5m管材受力计算1）管节壁厚550mm/700mm，管节外围尺寸9100×5500mm。2）C50钢筋混凝土抗压强度设计值23.1N/mm2。3）管节受力面积为：受力面积S＝9.1×5.5-8×4.1＝17.25m2；4）管节轴向允许推力为23.1N/mm2×17.25×10^6mm2×0.391＝155803kN。管节轴向允许推力155803kN＞顶推阻力32902.9kN，满足施工要求。（2）7.0m*5.0m管材受力计算1）管节壁厚500mm/600mm，管节外围尺寸7000×5000mm。2）C50钢筋混凝土抗压强度设计值23.1N/mm2。3）管节受力面积为：受力面积S＝7×5-6×3.8＝12.2m2；4）管节轴向允许推力＝23.1N/mm2×12.2×10^6mm2×0.391＝110191kN。管节轴向允许推力110191kN＞顶推阻力22139.3kN，满足施工要求。12.3后座反力计算只需计算9.1m*5.5m顶推段后座反力是否满足施工要求。后座反力计算过程中忽略钢制后座的影响，假定主顶千斤顶施加的顶进力是通过后座墙均匀地作用在工作坑后的土体上，为确保后座在顶进过程中的安全，后座的反力或土抗力R应为的总顶进力F的1.2～1.6倍，反力R采用下式计算：式中：——总推力之反力，KN；——系数，取=2.0；——后座墙的宽度，12m（以9.1*5.5m顶推段计算）；——土的容重，20KN/m3；——后座墙的高度，8.85m；——被动土压系数，Kp=tan2（45+φ/2）；——土的内聚力，取6.2KPa；——地面到后座墙顶部土体的高度，平均取3.6m：φ——加固土内摩擦角，取29.3°。将以上数据代入公式：Kp=tan2（45+φ/2）=tan2（45+29.3/2）=2.89=2.0×9×（20×8.85×8.85×2.89/2+2×6.2×8.85×√2.89+20×3.6×8.85×2.89）=77248KN后座反力77248KN>总推力为35200KN>总阻力32902KN，因此本工程不需要设置中继间可满足施工要求。12.4顶推机吊装验算(1)钢丝绳计算矩形顶推机拼装及预制顶推单件最大重量90t，本计算按90t，该重量为本工程单次起重量最大值，采用4个吊点的方法吊装，钢丝绳夹角=80° 图12.4.1-1吊装示意图按四点受力计算每根钢丝绳分到的垂直向质量为90÷4=22.5t。单根钢丝绳负荷为：22.5t÷cos40°＝29.4t钢丝绳安全系数：10钢丝绳拉力合计29.4t×10=294t选用高强度钢丝绳（GB/T8918-2006）6×61，公称抗拉强度1700MPa，根据《建筑施工起重吊装安全技术规范》JGJ276-2012查表见表12.4.1-1，单根直径φ83毫米的钢丝绳，破断力最小值为4395KN，容许拉力设计值为3076.5KN（设计值=标准值×系数0.7）。钢丝绳拉力2940KN﹤3076.5KN，故直径83毫米钢丝绳可满足要求。表12.4.1-1钢丝绳主要数据表（2）履带吊计算矩形顶推机械设备及管节吊装选用额定起重量为300t的SCC3000履带吊。顶推机最重构件90t，构件高度+钢丝绳高度10.5m，履带吊作业半径12m，起吊高度25m，额定起重量120.9t，90/120.9=74.4%＜80%，满足要求。履带吊站位如下图所示： 图12.4.1-2履带吊吊装站位平面图图12.4.1-3履带吊吊装站位侧面图表12.4.1-2SCC3000履带吊额定荷载表SCC3000主臂额定荷载表半径（m）主臂长度（m）2029323538414447505356596243005288.62502482326245.1222218.5214.5209.4196.21901807211.3204200.3196.1192.3185.2178.2169.2160.2151.2142.21338183.6180177.1174.2171.7169.4167.2162.2158.2148.2139.2132.3128.39166.4164.6163.7161.8159.2156.8154.3151.8148.3142.7134.2128.3123.310147.8145.7144.8143.9141.2140.7139.1137.2135132.3127.7123.1118.412121.7120.9119.7119.0118118.0116.9114.2112.5109.8107.1105.3102.614102.9102.6102.6101.7101.7101.799.998.195.493.691.890.089.21690.186.185.785.395.184.884.383.883.381.890.178.576.81876.973.673.272.872.572.471.971.671.170.870.469.167.7206364.068.663.363.062.862.462.061.761.460.960.660.12256.256.155.855.555.354.954.554.253.953.553.152.72450.150.349.749.449.249.848.548.147.847.447.146.72645.244.944.644.444.243.843.54342.842.442.141.72840.740.440.140.039.639.238.938.638.337.937.43037.136.736.436.436.035.635.335.034.734.333.83233.433.233.132.832.632.132.031.531.230.8343230.330.229.929.729.429.228.828.528.112.5竖井附加荷载计算基坑边附加荷载最大区域为吊装区，附加荷载是否满足基坑堆载要求按此区域核算，