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隧道建设(中英文) ›› 2024, Vol. 44 ›› Issue (S2): 462-469.DOI: 10.3973/j.issn.2096-4498.2024.S2.047
李大伟1, 2
LI Dawei1, 2
摘要: 为解决盾构工作中管片拼装机旋转体由于受力和冲击导致的开裂失效问题,深入研究盾构管片拼装机旋转体失效原因,通过剖析管片拼装机的总体结构及工作机制,将研究重心放在分析盾构管片拼装机旋转体失效机制上,根据分析,管片拼装机旋转体主要有抓取管片和旋转到位时的冲击载荷、管片施加预紧力时的静力载荷2种受力工况。采用简化力学模型对上述工况进行受力分析并采用有限元法对旋转体进行静力学和动力学仿真验证,研究结果表明: 1)拼装机工作过程中旋转体受到来自管片自重产生的弯矩及剪切力,工作过程中受力不均、冲击载荷大、冲击频率随机性强、结构设计不合理及不规范操作是导致旋转体产生裂纹或断裂失效的主要原因; 2)在工作载荷条件下,旋转体从初始位置旋转90°,旋转体所受应力及力矩达到最大值,当旋转速度过快,旋转体承受较大冲击力时极易产生破坏形变,与旋转体受力分析及工作过程中出现的失效状态吻合。根据分析及仿真结果对旋转体受力集中位置进行隔板焊接加固处理并进行仿真验证,仿真结果符合使用要求。在盾构掘进过程中监测管片拼装机旋转体工作状态,结果表明,使用过程中无裂纹失效现象发生。