一种盾构始发反力架的制作方法

1.本实用新型涉及盾构施工技术领域，具体而言，涉及一种盾构始发反力架。


背景技术：

2.盾构反力架是始发时为盾构机提供推进力及管片定位的钢构件，一般是由门式框架和若干支撑钢管组成，为满足使用要求，反力架必须具备足够的强度和刚度；我司在进行成都轨道交通19号线二期工程土建4工区西航港客运中心站～温家山路站建设时，发现现有的反力架结构的预埋件位置设置不合理，导致支撑钢管无法发挥最大作用，使得最后形成的反力架结构无法满足工程所要求的强度和刚度。


技术实现要素：

3.为了解决背景技术中提出的问题，本实用新型提供了一种盾构始发反力架，对预埋件的安装位置进行了合理的安排，使得最后形成的反力架具备足够的强度和刚度，能够满足工程施工的要求。
4.本实用新型通过下述技术方案实现：
5.一种盾构始发反力架，包括主梁架、支撑钢管组以及预埋件组；上述主梁架为矩形框架结构，上述预埋件组包括第一预埋件组、第二预埋件组、第三预埋件组、第四预埋件组、第五预埋件组以及第六预埋件组，上述第一预埋件组和上述第二预埋件组均设置在盾构井结构的顶板端墙上，上述第三预埋件组和第四预埋件组均设置在盾构井结构的底板端墙上，上述第五预埋件组设置在盾构井结构的侧墙上，上述第六预埋件组设置在盾构井结构的底板上；上述支撑钢管组包括第一钢管组、第二钢管组、第三钢管组、第四钢管组、第五钢管组以及第六钢管组；上述第一钢管组倾斜或者水平连接在上述第一预埋件组和上述主梁架之间，上述第二钢管组倾斜连接在上述第二预埋件组和上述主梁架之间，上述第三钢管组水平连接在上述第三预埋件组和上述主梁架之间，上述第四钢管组水平连接在上述第四预埋件组和上述主梁架之间，上述第五钢管组水平连接在上述第五预埋件组和上述主梁架之间，上述第六钢管组倾斜连接在上述第六预埋件组和上述主梁架之间；将支撑钢管组和预埋件组一一对应设置，并且对预埋件组的安装位置进行明确限定，结合盾构井结构设置预埋件组的安装位置，从而限制钢管组的安装位置，有助于优化反力架的结构，增强反力架的稳定性，提高反力架的强度和刚度。
6.进一步的，上述主梁架包括上横梁、下横梁、左竖梁以及右竖梁，上述上横梁、上述右竖梁、上述下横梁、上述左竖梁均采用箱形焊接截面，且四者依次焊接形成矩形框架结构；上述上横梁与上述左竖梁之间、上述上横梁与上述右竖梁之间、上述下横梁与上述左竖梁之间、上述下横梁与上述右竖梁之间均连接有连接梁；主梁架的结构稳定，并通过连接梁加强主梁架的结构，箱形焊接截面的梁体结构更有助于承受更大的压力，具备更高的强度。
7.进一步的，上述第一钢管组和上述第三钢管组均包括至少两根支撑圆钢管，上述第一钢管组连接在上述上横梁的两个端部，上述第三钢管组连接在上述下横梁的两个端
部；上述第二钢管组和上述第四钢管组均包括至少三根支撑h钢，上述第二钢管组连接在上述上横梁的中部，上述第四钢管组连接在上述下横梁的端部；上述第五钢管组和上述第六钢管组均包括至少三根支撑圆钢管，上述第五钢管组连接在上述右竖梁中部，上述第六钢管组连接在上述左竖梁中部。
8.进一步的，上述第一钢管组和上述第三钢管组均包括两根支撑圆钢管，上述上横梁的两个端部均连接一根支撑钢圆管，上述下横梁的两个端部均连接一根支撑圆钢管；上述第二钢管组和上述第四钢管组均包括三根支撑h钢；上述第五钢管组和上述第六钢管组均包括三根支撑圆钢管。
9.进一步的，上述支撑圆钢管为钢管，上述支撑h钢为300h型钢。
10.进一步的，上述第一预埋件组包括两个第一规格预埋件，上述两个第一规格预埋件与上述第一钢管组的两根支撑圆钢管一一对应；上述第二预埋件组包括三个第二规格预埋件，上述三个第二规格预埋件与上述第二钢管组的三根支撑h钢一一对应；上述第三预埋件组包括两个第一规格预埋件，上述两个第一规格预埋件与上述第三钢管组的两根支撑圆钢管一一对应；上述第四预埋件组包括三个第二规格预埋件，上述三个第二规格预埋件与上述第四钢管组的三根支撑h钢一一对应；上述第五预埋件组包括三个第一规格预埋件，上述三个第一规格预埋件与上述第五钢管组的三根支撑圆钢管一一对应；上述第六预埋件组包括三个第三规格预埋件，上述三个第三规格预埋件与上述第六钢管组的三根支撑圆钢管一一对应。
11.进一步的，上述第一规格预埋件为800
×
800
×
20mm的钢板，上述第二规格预埋件为400
×
400
×
20mm的钢板，上述第三规格预埋件为1200
×
1500
×
20mm的钢板，对预埋件的规格进行划分，根据支撑钢管的连接位置和连接方式确定预埋件的规格，选择最合适的预埋件规格与支撑钢管对应，避免预埋件过大造成浪费或者预埋件过小影响反力架的强度和刚度。
12.进一步的，上述第六钢管组的三根支撑圆钢管的轴线与水平面的夹角均为30度；平行设置的三根支撑圆钢管能够对反力架进行同一方向的支撑，如果三根支撑圆钢管不平行的话，对反力架的支撑方向不同，则会对反力架进行一定力度的拉扯，会影响反力架的刚度和强度。
13.进一步的，上述连接梁为h型钢，在保证反力架具备足够的强度和刚度的同时，减少钢材的用量。
14.本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
15.本实用新型通过对支撑钢管组进行分类，对预埋件组的安装位置进行规定，达到支撑钢管组和预埋件组之间合适的匹配，使得形成的反力架具备足够的强度和刚度，满足工程的需求；主架梁的梁与梁之间采用箱形截面焊接，保证主梁架的稳定性和强度，并且使用连接梁进一步提高主梁架的稳定性；根据支撑钢管的连接位置和连接结构以及其本身的规格确定预埋件的规格，在使得反力架具备足够的强度和刚度的同时节省预埋件的钢材用量。
附图说明
16.为了更清楚地说明本实用新型示例性实施方式的技术方案，下面将对实施例中所
需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
17.图1为本实用新型实施例的主梁架和支撑钢管组的结构图a；
18.图2为本实用新型实施例的主梁架和支撑钢管组的结构图b；
19.图3为本实用新型实施例的主梁架和支撑钢管组的结构图c；
20.图4为本实用新型实施例的沿盾构机掘进方向的正视图。
21.附图中标记及对应的零部件名称：
22.11-第一钢管组，12-第二钢管组，13-第三钢管组，14-第四钢管组，15-第五钢管组，16-第六钢管组，21-上横梁，22-下横梁，23-左竖梁，24-右竖梁，25-连接梁。
具体实施方式
23.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。
24.在以下描述中，为了提供对本实用新型的透彻理解阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本实用新型。在其他实施例中，为了避免混淆本实用新型，未具体描述公知的结构、电路、材料或方法。
25.在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本实用新型至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的示图都是为了说明的目的，并且示图不一定是按比例绘制的。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。
26.在本实用新型的描述中，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“高”、“低”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。
27.实施例
28.如图1到图4所示，本实用新型实施例提供的一种盾构始发反力架，包括主梁架、支撑钢管组以及预埋件组(图中未画出)，预埋件组安装在盾构井结构上，支撑钢管组连接在主梁架和预埋件组之间，共同形成反力架结构；需要注意的是，图1、图2和图3中表示的都是同一种结构的同一状态，三幅图仅是附图标记的对象不同。
29.在上述技术方案中，主梁架包括上横梁21、右竖梁24、下横梁22和左竖梁23四根梁，四者依次焊接形成矩形框架结构，并且四者均采用箱形焊接截面，提高主梁架的稳定性，在上横梁21与左竖梁23之间、上横梁21与右竖梁24之间、下横梁22与左竖梁23之间、下横梁22与右竖梁24之间均连接有连接梁25，在本实施例中，四根连接梁25的结构是一致的，长度是相同的，并且四根连接梁25的延长线会相交形成正方形结构，连接梁25采用h型钢。
30.预埋件组分为六组，分别是第一预埋件组、第二预埋件组、第三预埋件组、第四预埋件组、第五预埋件组以及第六预埋件组，第一预埋件组和第二预埋件组均设置在盾构井结构的顶板端墙上，第三预埋件组和第四预埋件组均设置在盾构井结构的底板端墙上，第五预埋件组设置在盾构井结构的侧墙上，第六预埋件组设置在盾构井结构的底板上。
31.与预埋件组对应的，支撑钢管组也分为六组，分别是第一钢管组11、第二钢管组12、第三钢管组13、第四钢管组14、第五钢管组15以及第六钢管组16，第一钢管组11水平或者倾斜连接在第一预埋件组和上横梁21之间，第二钢管组12倾斜连接在第二预埋件组和上横梁21之间，第三钢管组13水平连接在第三预埋件组和下横梁22之间，第四钢管组14水平连接在第四预埋件组和下横梁22之间，第五钢管组15水平连接在第五预埋件组和右竖梁24之间，第六钢管组16倾斜连接在第六预埋件组和左竖梁23之间，上述技术方案中提到的水平方向是指盾构机在该点的掘进方向，也就是主梁架的轴线方向，倾斜方向是指与水平方向有夹角的方向，水平连接是指支撑钢管是直支撑设置在主梁架和预埋件之间，倾斜连接是指支撑钢管是斜支撑设置在主梁架和预埋件之间。
32.具体的，第一钢管组11和第三钢管组13均包括两根支撑圆钢管，第一钢管组11的两根支撑圆钢管分别连接在上横梁21的两个端部，第三钢管组13的两根支撑圆钢管分别连接在下横梁22的两个端部；第二钢管组12和第四钢管组14均包括三根支撑h钢，第二钢管组12的三根支撑h钢均连接在上横梁21的中部，且三根支撑h钢均匀分布，第四钢管组14的三根h钢均连接在下横梁22的中部，且三根支撑h钢均匀分布；第五钢管组15和第六钢管组16均包括三根支撑圆钢管，第五钢管组15的三根圆钢管均连接在右竖梁24的中部，且三根支撑圆钢管均匀分布，第六钢管组16的三根圆钢管均连接在左竖梁23的中部，且三根支撑圆钢管均匀分布；上述技术方案中的梁的中部均是指除了梁两端的位置，均称为中部，并不是仅代指梁的中线位置；并且上述技术方案中，支撑圆钢管或者支撑h钢与梁的连接，仅是指支撑圆钢管和支撑h钢的其中一个端部，支撑圆钢管和支撑h钢的另一个端部需要连接在对应的预埋件上。
33.在实际操作中，支撑圆钢管采用钢管，支撑h钢采用300h型钢。
34.与支撑钢管组对应的，第一预埋件组也包括两个预埋件，两个预埋件均为第一规格预埋件，两个第一规格预埋件与第一钢管组11的两根支撑圆钢管一一对应；第二预埋件包括三个第二规格预埋件，三个第二规格预埋件与第二钢管组12的三根支撑h钢一一对应；第三预埋件组包括两个第一规格预埋件，两个第一规格预埋件与第三钢管组13的两根支撑圆钢管一对应；第四预埋件组包括三个第二规格预埋件，三个第二规格预埋件和第四钢管组14的三根支撑h钢一一对应；第五预埋件包括三个第一规格预埋件，三个第二规格预埋件和第五钢管组15的三根支撑圆钢管一一对应；第六预埋件组包括三个第三规格预埋件，三个第三规格预埋件与第六钢管组16的三根支撑圆钢管一一对应；上述技术方案中，第一规格预埋件为第一规格预埋件为800
×
800
×
20mm的钢板，第二规格预埋件为400
×
400
×
20mm的钢板，第三规格预埋件为1200
×
1500
×
20mm的钢板。
35.对于第六钢管组16的三根支撑圆钢管，三根支撑圆钢管均倾斜连接在左竖梁23和盾构井结构底板上的第三预埋件之间，三根支撑圆钢管平行设置，并且三根支撑圆钢管的轴线与第三规格预埋件所在平面之间的夹角均为30度，在本实施例中，第三规格预埋件所在平面为水平面，三根支撑圆钢管在反力架上的连接点均匀分布，有助于将作用力分散到
反力架整体上，避免反力架某一点受力过大，对反力架本身结构造成破坏，并且平行设置的三根支撑圆钢管对于反力架的作用力是沿同一方向的，避免由于作用力方向的不同，对反力架造成一定的拉扯，对反力架本身结构造成破坏。
36.本实施例所提供的反力架结构，通过结构、安装位置和连接方式的不同，将预埋件组件和支撑钢管组件分为不同的组别，使得预埋件组和支撑钢管组之间能够达到一个合适的匹配效果，在保证不浪费钢材的同时，确保反力架的强度和刚度，并且，除了对预埋件组和支撑钢管组进行限制，还对主梁架的结构进行限制，主梁架的四根主梁之间采用箱形焊接截面，提高主梁架的稳固性。
37.结合反力架实际安装位置，对反力架的受力进行计算，根据进洞段的水平地质资料及洞口埋土深度，考虑盾构刀盘水土压力及安全系数，本次计算采用的盾构始发推力取22000kn；经过计算，反力架各部件的受剪强度和受弯强度均满足规范要求。
38.以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。