隧道内衬钢管运调一体机的优化设计
发布时间：2021-06-24 01:48
为解决隧道内衬钢管运输和拼装施工工艺难度大、效率低、对接拼装精度差和预铺设轨道等问题,同时为适应快速发展中长距离输水管线铺设问题,结合现有内衬钢管运输方法、拼装施工工艺和河西支线工程特点,设计出内衬钢管运调一体机。设计的内衬钢管运调一体机可以免除铺设轨道,具有拆装方便、施工效率高、完全自动化和拼装施工工艺简单等优点。设计中对内衬钢管运调一体机的整体结构进行有限元分析,对关键部件和走行机构的动力系统进行系统分析,优化其内部结构和设计方案,确保内衬钢管运调一体机整体结构合理,运行安全稳定,将内衬钢管运调一体机应用到河西支线工程中,钢管运输平稳可靠,对接精度高,大大提高了施工效率和质量,为内衬钢管运调一体机的生产过程安全控制、质量控制、方案可行性、成本控制和运转控制稳定提供一种新方案。
【文章来源】：隧道建设(中英文). 2020,40(09)北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
现有钢管运输方法
钢管运调机整体结构如图2所示。钢管运调机以支撑机构为中间环节作为固定结构,2个走行机构分别设置于支撑机构的两侧并与支撑机构以铰接方式连接。2个钢管撑持机构分别设置于2个走行机构的中间并与支撑机构固连,用于夹持钢管实现运输和拼装作业。2个导向机构与支撑机构固连,并分别设置于钢管撑持机构(后)和钢管撑持机构(前)的两侧,选用圆钢为支撑机构作为中间结构,最大程度上提高整体结构强度、降低整体钢管运调机的结构质量,以便于现场组装和降低加工成本。2.1 走行机构的优化
为了较真实地分析钢管运调机实际工作时的受力情况,选用钢管运调机的前端走行机构进入对接钢管内,同时前端走形机构升起后为钢管运调机应力应变分析情况,分析时以后端走行机构和前导向机构为固定端,钢管撑持机构作为受力机构,运输钢管整体质量约6500kg,安全系数选用1.5,整个钢管运调机受力方向和大小如图3所示,有限元分析的应变和应力如图4所示[11-12]。图3中,点A、B为有限元分析时固定约束点(走行轮为约束点),点C、D、D′(为前端走行机构的自重力)为有限元分析时的施加外力点。整个钢管运调机的应力为228.4MPa<[σ]=345MPa,应变整体结构应变为6.9mm。当钢管运调机的撑持机构夹持钢管时,运输的钢管可以提高整个支撑机构的刚度,使整个钢管运调机的应变和应力值更小,通过分析发现,钢管运调机满足钢管运输、拼装施工的强度和精度要求。图4 钢管运调机应力应变图
【参考文献】：
期刊论文
[1]新型智能衬砌台车施工自动控制系统研究与应用[J]. 王百泉. 隧道建设(中英文). 2019(10)
[2]长距离大口径自流管道施工关键技术探讨[J]. 袁煦,郑全兴. 中国给水排水. 2019(20)
[3]?12 m级泥水盾构刀盘的载荷转矩计算及力学性能分析[J]. 黄志高,陈鹏,何源福,刘纲,朱晓天. 隧道建设(中英文). 2019(06)
[4]薄壁钢管自密实混凝土支架在隧道中的应用[J]. 李晓芳,滕伟玲,周建. 现代隧道技术. 2019(02)
[5]基于SolidWorks Simulation的重叠盾构隧道穿行式全自动液压支护台车设计研究[J]. 王松,朱永战,喻致蓉. 隧道建设(中英文). 2019(02)
[6]基于PSO算法的反力架设计与优化[J]. 王凯,张良辉,孙振川,李凤远,张兵,王超峰. 隧道建设(中英文). 2019(02)
[7]埃塞俄比亚吉布3水电站引水压力钢管安装技术研究[J]. 于磊,徐磊. 中国设备工程. 2018(22)
[8]地下综合管廊内大口径钢管道快速装配技术[J]. 姜守明,王杰,丁志华. 市政技术. 2018(06)
[9]黄登水电站引水隧洞上弯段压力钢管吊装[J]. 吴涛. 水利水电施工. 2018(02)
[10]超大直径压力钢管隧洞内安装施工技术研究与应用[J]. 姜德华. 建筑施工. 2018(01)
本文编号：3246105
【文章来源】：隧道建设(中英文). 2020,40(09)北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
现有钢管运输方法
钢管运调机整体结构如图2所示。钢管运调机以支撑机构为中间环节作为固定结构,2个走行机构分别设置于支撑机构的两侧并与支撑机构以铰接方式连接。2个钢管撑持机构分别设置于2个走行机构的中间并与支撑机构固连,用于夹持钢管实现运输和拼装作业。2个导向机构与支撑机构固连,并分别设置于钢管撑持机构(后)和钢管撑持机构(前)的两侧,选用圆钢为支撑机构作为中间结构,最大程度上提高整体结构强度、降低整体钢管运调机的结构质量,以便于现场组装和降低加工成本。2.1 走行机构的优化
为了较真实地分析钢管运调机实际工作时的受力情况,选用钢管运调机的前端走行机构进入对接钢管内,同时前端走形机构升起后为钢管运调机应力应变分析情况,分析时以后端走行机构和前导向机构为固定端,钢管撑持机构作为受力机构,运输钢管整体质量约6500kg,安全系数选用1.5,整个钢管运调机受力方向和大小如图3所示,有限元分析的应变和应力如图4所示[11-12]。图3中,点A、B为有限元分析时固定约束点(走行轮为约束点),点C、D、D′(为前端走行机构的自重力)为有限元分析时的施加外力点。整个钢管运调机的应力为228.4MPa<[σ]=345MPa,应变整体结构应变为6.9mm。当钢管运调机的撑持机构夹持钢管时,运输的钢管可以提高整个支撑机构的刚度,使整个钢管运调机的应变和应力值更小,通过分析发现,钢管运调机满足钢管运输、拼装施工的强度和精度要求。图4 钢管运调机应力应变图
【参考文献】：
期刊论文
[1]新型智能衬砌台车施工自动控制系统研究与应用[J]. 王百泉. 隧道建设(中英文). 2019(10)
[2]长距离大口径自流管道施工关键技术探讨[J]. 袁煦,郑全兴. 中国给水排水. 2019(20)
[3]?12 m级泥水盾构刀盘的载荷转矩计算及力学性能分析[J]. 黄志高,陈鹏,何源福,刘纲,朱晓天. 隧道建设(中英文). 2019(06)
[4]薄壁钢管自密实混凝土支架在隧道中的应用[J]. 李晓芳,滕伟玲,周建. 现代隧道技术. 2019(02)
[5]基于SolidWorks Simulation的重叠盾构隧道穿行式全自动液压支护台车设计研究[J]. 王松,朱永战,喻致蓉. 隧道建设(中英文). 2019(02)
[6]基于PSO算法的反力架设计与优化[J]. 王凯,张良辉,孙振川,李凤远,张兵,王超峰. 隧道建设(中英文). 2019(02)
[7]埃塞俄比亚吉布3水电站引水压力钢管安装技术研究[J]. 于磊,徐磊. 中国设备工程. 2018(22)
[8]地下综合管廊内大口径钢管道快速装配技术[J]. 姜守明,王杰,丁志华. 市政技术. 2018(06)
[9]黄登水电站引水隧洞上弯段压力钢管吊装[J]. 吴涛. 水利水电施工. 2018(02)
[10]超大直径压力钢管隧洞内安装施工技术研究与应用[J]. 姜德华. 建筑施工. 2018(01)
本文编号：3246105
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