30 45 60 75 90 105 120 135 150 165 180 779.9 -662.9 0.0 0.0 -779.9 662.9 -1350.8 1148.2 -1559.8 1325.8 -1350.8 1148.2 -779.9 662.9 0.0 0.0 779.9 -662.9 1350.8 -1148.2 1559.8 -1325.8 -63.5 -15.0 42.3 95.0 127.0 124.9 84.7 15.0 -63.5 -124.9 -148.2 -86.8 -18.6 67.6 147.7 183.3 147.7 67.6 -18.6 -86.8 -129.6 -144.2 30.1 5.2 -22.5 -46.7 -60.7 -58.5 -38.2 -5.2 30.6 58.0 68.2 -3.2 -28.4 -29.6 -6.6 15.6 11.5 -3.0 -8.8 -2.7 6.1 9.8 （2）轴力[N]的计算结果 (KN/m) θ° 0 15 30 45 60 75 90 105 120 135 150 165 180

4.7 盾构机壳体应力σ的计算结果

(1) 在壳体外侧产生的应力[σ外侧]

MN kN/m ???2

outN1 0.0 132.7 495.2 990.4 1485.5 1848.0 1980.7 1848.0 1485.5 990.4 495.2 132.7 0.0 N2 1683.6 1570.8 1262.7 841.8 420.9 112.8 0.0 112.8 420.9 841.8 1262.7 1570.8 1683.6 N3 100.8 97.3 86.0 66.4 40.3 14.6 0.0 7.0 40.3 94.9 155.9 203.7 221.7 N4 136.0 131.4 117.8 96.2 62.2 21.0 0.0 21.0 62.2 96.2 117.8 131.4 136.0 N5 合成軸力 N -8.2 1912.2 -4.6 1927.6 5.8 1967.5 21.5 2016.2 40.4 2049.4 60.0 2056.5 77.1 2057.9 84.0 2072.8 75.3 2084.2 55.6 2078.9 32.8 2064.3 14.9 2053.5 8.2 2049.5 (2) 在壳体内侧产生的应力[σ内侧]

2

MN kN/mZA?in??

Z?A15

(3) 壳体产生的应力的计算结果 (kN/m2) 容许应力为: 210,000 kN/m2

θ° 0 15 30 45 60 75 90 105 120 135 150 165 180 根据计算本次盾构机壳体盾尾厚度为4cm时，将采用抗拉强度490N/mm2级钢材。

结论:本盾构机壳体的容许应力、容许应变具有充足的余量。

小松公司建议：

因为本次投标盾构机覆土最大为30m，盾尾受力较大，而以上计算时，盾尾壳体厚度采用40mm，因此，盾尾应力、应变也较大，除了采用抗拉强度490N/mm2级钢材外，可以将盾尾钢板厚度从40mm增至45mm:

（1） 在盾构机直径不变的情况下，将盾尾间隙从30mm改为25mm，盾尾钢板

厚度从40mm增至45mm。

（2） 在保持盾尾间隙为30mm的条件下，将盾构机直径从φ6340mm增至φ

6350mm，则钢板厚度可以从40mm增至45mm。

因此，如果盾尾钢板厚度采用45mm时，应力为155,681 kN/m2，可采用Q255钢板。盾尾钢板40mm及45mm的解析见下图：

σout 187,651 142,951 37,220 -56,120 -59,746 26,519 109,921 94,970 40,846 18,857 41,660 74,087 87,945 判定 ＯＫ ＯＫ ＯＫ ＯＫ ＯＫ ＯＫ ＯＫ ＯＫ ＯＫ ＯＫ ＯＫ ＯＫ ＯＫ σin -92,040 -46,572 61,153 156,930 162,214 76,304 -7,029 8,670 63,363 85,087 61,557 28,586 14,532 判定 ＯＫ ＯＫ ＯＫ ＯＫ ＯＫ ＯＫ ＯＫ ＯＫ ＯＫ ＯＫ ＯＫ ＯＫ ＯＫ 16

1、 盾尾钢板45mm的解析图

盾尾厚度为45mm的应力解析图

17

盾尾厚度为45mm的应变解析图

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2、 盾尾钢板40mm的解析图

盾尾厚度为40mm的应力解析图

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