頂管頂力計算,,,

,,,,

工程概況：,頂管為鋼管，直徑1620，以工作井壁為后背，泥水平衡方式頂管。,,

,,,,

1、管道總頂力按下式估算：(頂管施工規程DG∕TJ08-2049-2016),,,

,F=F1+F2,,p17:(7.4.1-1)

,F1=πＤ*L′*f,,p17:(7.4.1-2)

,上式中：F—總頂力(KN),,

,D—管外徑(m),1.62,（m)

,L′—管道頂進長度(m),600,（m)

,F１—管外壁與土層摩阻力（KN),,

,F２—頂管機迎面阻力（KN),,

,f—管外壁與土層平均摩阻力（Kpa),4.00,KN/m2

,F1=πＤ*L′*f=,12208.32,（KN)

,,,,

,F２=π/4*D′2*R1,658.93,（KN)

,式中D′—頂管機外徑(m),1.64,（m)

,R1—頂管機下部1/3處被動土壓力（KN/m2),,

,R1＝γ(H+2/3*D)tg2（45o+￠/2)=,312.09,（Kpa)

,"γ—土的天然重度,取",19.60KN/m3,

,￠—土的內摩擦角,22.2,

,H－管頂土層厚度（m),6.11,（m)

,F=F1+F2=,12867.25,（KN)

,,,,

2、鋼管允許頂力計算：,,,

,Fds=KdsfsAp,,

,Fds－鋼管允許頂力（Ｎ）,,

,kds-鋼管綜合系數，一般可取=0.277；頂管長度小于300m，且土層均勻時可取0.346,0.346,

,fs－鋼管軸向抗壓強度設計值（N/mm2),215,（Mpa)

,Ap－管道的有效傳力面積（mm2),130134.16,（mm2)

,頂管壁厚（mm),26,（mm)

,Fds=KdsfsAp=,9680680.16,（Ｎ）

,=,9680.68,（KN)

,鋼管允許頂力9680KN，工作井允許頂力3000KN。估算頂力大于允許頂力。需要設置中繼間。,,

,總推力12867kn，根據總推力、工作井承受的最大頂力及管材允許軸向推力比較，取最小值作為油缸的總推力。主頂油缸選用2臺200T的千斤頂，每只油缸頂力控制在150t以下。千斤頂總推力3000kn。,,

,,,,

,,,,

3、中繼間設置計算：,,,

,第一道中繼間的間距計算（按60%中繼間頂力計算）,,

,Ｓ′=k(F3-F2)/(πDf),p19:(7.5.3式),

,式中：,,

,Ｓ′－中繼間的間隔距離（m),,

,k—頂力系數，宜取0.5~0.6,0.6,

,F2—頂管機迎面阻力（KN),658.93,（KN)

,F3-控制頂力（KN),3000,（KN)

,D－管道外徑（m),1.62,（m)

,f－管外壁與土層平均摩阻力（Kpa),4.00,（Kpa)

,Ｓ′=k(F3-F2)/(πDf)=,69.03,（m)

,取第一道中繼間布置位置Ｌ１,50,（m)

,,,,

,后續中繼間間距按80%中繼間頂力計算，后續中繼間頂推時，取F2＝0。,,

,⊿Ｓ=k(F3-F2)/(πDf),,

,式中：,,

,⊿Ｓ－中繼間的間隔距離（m),,

,k—頂力系數，據經驗取0.8,0.8,

,F2—頂管機迎面阻力（KN),0,（KN)

,F3-控制頂力（KN),3000,（KN)

,D－管道外徑（m),1.62,（m)

,f－管外壁與土層平均摩阻力（Kpa),4.00,（Kpa)

,⊿Ｓ=k(F3-F2)/(πDf)=,117.95,（m)

,,,,

,中繼間的數量n計算：（取整數）,,

,n=（L′-Ｌ１）/⊿Ｓ,,

,式中：,,

,⊿Ｓ－中繼間的間隔距離（m),117.95,（m)

,L′—管道頂進長度(m),600,（m)

,Ｌ１—第一道中繼間距離(m),50,（m)

,n=（L′-Ｌ１）/⊿Ｓ＝,5,

,,,,

,后續中繼間間距布置計算：,,

,Ｌ中=