Φ12.14m大直径土压平衡盾构机设备桥结构设计

发布时间：2024-04-23 20:45

　　随着我国城市化进程的不断深入,地下空间的开发需求也不断增加,城市地下建设大直径公路、地铁、水利隧道为超大直径盾构装备提出了全新的要求。太原铁路枢纽西南环隧道项目采用了国内自主研发的最大直径Φ12.14m土压平衡盾构机,设备桥作为连接盾构主机与后配套的重要部件,研制尤为迫切。本文设计的设备桥是盾构行业内最长、负载最重、国内首次自主研制的带箱涵件的设备桥。重点对设备桥的主结构进行设计和有限元静力学分析,主要研究工作如下:首先,确定设备桥主结构的整体方案,得总体尺寸:桥架总长48 m,总高4.8 m,总宽5.6 m,得出主结构的简化模型;对简化模型进行力学分析,求出最大弯矩即危险截面的位置。分析设备桥主结构在弯曲作用下最大应力与变形,初步验证了桥架设计满足强度与刚度要求。其次,对设备桥主结构进行详细设计,将主结构分为前部架梁、中部架梁、后部架梁进行分析,细化设计主体以及支撑结构;然后,确定各结构间的连接螺栓数量并校核螺栓连接的强度。最后,在有限元分析软件ANSYS Workbench中建立有限元模型并进行桥架的静力学分析,得出最大应力为73 MPa,最大变形量为42.4 mm,满足强度与刚度...

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 论文选题及研究意义
        1.1.1 选题依据和背景
        1.1.2 课题研究意义
    1.2 国内外盾构发展及研究现状
        1.2.1 国外盾构的发展
        1.2.2 国内盾构的发展
    1.3 盾构机设备桥概述
        1.3.1 6m级常规盾构设备桥
        1.3.2 小直径盾构设备桥
        1.3.3 大直径盾构设备桥
    1.4 论文研究的主要内容
    1.5 本章小结
第二章 设备桥整体方案设计及模型分析
    2.1 设备桥整体方案设计
        2.1.1 设备桥总长L的确定
        2.1.2 设备桥总高H的确定
        2.1.3 设备桥总宽B的确定
    2.2 设备桥力学模型分析
        2.2.1 工况一设备桥中部受载下梁的分析
        2.2.2 工况二设备桥前端受载下梁的分析
    2.3 设备桥弯曲分析
        2.3.1 设备桥整体强度分析
        2.3.2 设备桥弯曲变形分析
    2.4 本章小结
第三章 设备桥主结构设计
    3.1 设备桥各结构细化设计
        3.1.1 前部架梁设计
        3.1.2 中部架梁设计
        3.1.3 后部架梁设计
    3.2 连接螺栓设计及强度分析
        3.2.1 连接面螺栓的选型
        3.2.2 连接法兰的设计
        3.2.3 螺栓强度的校核
    3.3 本章小结
第四章 基于AnsysWorkbench的设备桥结构静力学分析
    4.1 有限元概述
        4.1.1 有限元法
        4.1.2 有限元分析软件ANSYSWorkbench简介
        4.1.3 运用ANSYSWorkbench进行静力学分析的一般步骤
    4.2 设备桥有限元模型
        4.2.1 建模前的准备工作
        4.2.2 设备桥几何模型
        4.2.3 网格划分
        4.2.4 边界条件的设定
    4.3 结果与分析
        4.3.1 应力分析
        4.3.2 变形量分析
    4.4 本章小结
第五章 结论
参考文献
致谢
个人简历、在学期间的研究成果及发表的学术论文



本文编号：3962737