1、第二部分 钢盾构检算计算根据顶进通道下沉量控制指标要求，通道顶进后高速公路的下沉量需控制在 20mm 以内，因而必须保证盾构结构的刚度，通道顶进拟采用隔离卷板盾构这一结构。 （其结构如下图）盾构结构图图 1图 2一、载荷的确定1、盾构顶部覆盖层土载荷N 土1.869.517.719=5942.4kN2、上部钢构自重初算横梁工字钢3257.7kg/m（0.565kN/m） ，共 56 条，每条长17.7m盾构顶板自重 20mm G 顶板1.57kN/m 2令自重为 N 自则有：N 自0.565kN/m5617.7m1.231kN/m217.7m7.4m721 kN3、车道载荷查公路工程技术标准
2、，高速公路按公路-I 级汽车荷载计算：车道取最不利荷载：N=24.12KN/m18.22=878KN车道均布荷载标准值 qk=24.12kN/m，集中荷载标准值 Pk=180KN，则汽车荷载 N 车17.724.122+180=1033.8 kN。4、总载荷为：N 总N 土N 自N 车5942kN721kN1033.8kN7696.8 kN。上述载荷按均布载荷作用于盾构横梁二、盾构 32b 工字钢横梁检算计算简图在通道穿越高速公路时，盾构横梁32b 正处于车道行车位置，该横梁32b 距路面为 2.5 米，若按汽车-20 考虑局部轮压，取载荷冲击安全系数 1.4, 取工字钢不均衡系数 1.1根据
3、 N 总7696.8 kN，工字钢按照 0.3 米间距铺设，则作用于每片工字钢上的均布载荷为：A CB Eq32.64N/mm39843984 398417750-1264=16486D3984q7696800/（1648656）8.3 N/mm考虑安全系数和不均衡系数后，q8.3N/mm1.41.112.78 N/mm剪力计算查表得 Kb 左 =-0.6；I X/SX=27.09;d=13.5mm则剪力 Qb 左 =-0.612.78N/mm4332=-33218N剪应力： =QS/(Id)=-33218/(27.0913.5)=90.83(MPa)Mmax=qL2/10=12.784332
4、2/10=23983230(N.mm) B= C=Mmax/WX=23983230/726330=33.0(MPa)支点处挤压应力计算：最大支座压力为 RB、R CRB=RC=1.112.784332=60899N支承长度 304mm，腹板厚度为 11.5mm则支座挤压应力为： B 挤压 = C 挤压 =60899/(11.5304)=17.42(MPa)工字钢横梁复核应力为：根据 合 B= )(1.322 B右挤 压挤 压本工程由于在高速公路下部，为安全起见，安全系数放大至 1.2 倍 合 B= 22 83.904.173.=159(MPa)=26.2MPa满足要求。四、斜立柱的计算斜立柱为
5、 I32b 工字钢制造P 斜 =N/cos10.07o=192400N/0.9846=195409N其参考数据有：W X=726330mm3I X=116214000mm4 I y=5015300mm4 A=7345mm2截面几何特征计算79.12534/1620/ AIX.57L48106.30)/(342 mIy Ay 574/16./83.9570/L当量长细比单根 I32b y1=26.14mm取 L 1=1756mm4058.3)14.26/(75/1 LyL 分支稳定性计算满足要求。03.529.3.当整体刚度满足 当1.maxX0035当局部整体稳定性验算由 X=52.29，查表
6、系数 =0.879 N=-195409N13.5879.0/)146/950(/max NAN安全系数取 2.5，则，MPaPaMPa80)(.3.2)(3.1max 满足整体稳定性要求，强度满足要求。分支刚度 L=33.07=40，满足局部刚度要求。五、极限状态，核心土坍方造成的子盾构弯矩应力子盾构顶部覆土荷载每孔子盾构按集中荷载考虑，子盾构集中荷载计算如下：土荷载：N 土 =2.52.3755.4919000N=619341N钢构自重初算已知 I28=469.42N/mG 板=1231N/施工人员及设备荷载 1000N/令子盾构顶部自重为 N 自子 则有：N 自子 =469.42N/m70
7、m+1231N/2.375m5.49m+1.355.49m1538.6N/+1000N/=61308NP 子 =N 土 +N 自子 =619341N+61308N=680649NE 点弯矩：ME=500mm680649N=340324500N.mm由计算得知最大弯矩在 E 点。每组主梁采用 2 片 I45b+2 片 I32b 工字钢组成I45b 抗弯截面模量为：W X=1500000mm I45/S45=47.17I32b 抗弯截面模量为：W X=726330mm I32/S32=27.09b45=14.5 b32=11.5)2/(345maxXXWM=340324500/(21500000+
8、272630)=76.43(MPa)集中荷载 P 产生剪切应力为： )/()/()2/( 32324545bISbISQ=(0.5680649N)/(247.17214.5+227.0911.5)=101.32(MPa)考虑到剪切力过大，每边加 10mm 加强筋板后，b 45值取24.5mm， b 32值取 21.5mm 计算如下：)/()2(ISQ=（0.5680649N)/(247.17224.5+227.0921.5)=58.8(MPa)RE=0.4290.181265+680649=827480N E 挤压 =827480N/(14.523202+11.523202)=31.9(MPa)复合应力计算右 b 合 b= 2223b右压 压 压 压= 276.431.976.41.958.=121.631.2=145.96(MPa)=180(MPa)计算结果，纵向主梁在子盾构下方发生极端情况时强度满足要求。六、检算结论经过对盾构主要受力杆件进行检算，其受弯横梁的强度及挠度，受压立柱的强度及总体稳定均满足要求。
