盾構推進系統(tǒng)的分區(qū)建模與性能評價.pdf

1、盾構是現(xiàn)代化的隧道施工裝備，而推進系統(tǒng)是盾構的關鍵組成部分，主要承擔著整個盾構的頂進任務。推進系統(tǒng)應能完成盾構的轉彎、曲線行進、姿態(tài)控制、糾偏以及同步運動等，對推進系統(tǒng)進行分區(qū)控制是實現(xiàn)盾構有效推進作業(yè)的核心手段。隨著經濟的快速發(fā)展和城市化進程的加快，我國對盾構的需求急劇增加，對掌握盾構的設計理論的要求也越來越迫切。本文對盾構推進系統(tǒng)的分區(qū)、運行機理開展研究，取得如下成果：1、盾構推進系統(tǒng)等效機構模型建立盾構推進系統(tǒng)由為數(shù)眾多的油缸沿環(huán)

2、向均勻布置，每個推進缸前端鉸接，后端通過頂靴頂在襯砌上。將頂靴與管片的接觸部位等效為球副連接，將一條油缸支鏈等效為一條SPS支鏈，整個推進系統(tǒng)等效為具有多條SPS支鏈的并聯(lián)機構。推進系統(tǒng)被分區(qū)后，根據(jù)力和力矩合成原理，一個分區(qū)的所有油缸可以簡化為一條SPS支鏈，進而可以建立推進系統(tǒng)的分區(qū)等效機構模型。2、推進系統(tǒng)油缸分區(qū)的分區(qū)型式提出盾構推進系統(tǒng)所需克服的主要載荷是盾體與土體的摩擦力，其摩擦力的分布左右對稱、上下非對稱，為使推進系統(tǒng)有較

3、好的土體順應性，推進系統(tǒng)的油缸分區(qū)布置應與推進載荷分布相匹配。分區(qū)應遵循左右對稱的原則，依照該種原則，本文提出了8種可能的分區(qū)型式，以供設計者選型。3、推進系統(tǒng)性能分析基于推進系統(tǒng)的等效機構模型，利用并聯(lián)機構的反解方法，對推進系統(tǒng)進行了位置分析、速度分析、靜力平衡分析。在求解靜力平衡方程時，又提出了處于奇異位形鄰域的驅動冗余并聯(lián)機構靜力求解的分割求解算法。4、推進系統(tǒng)分區(qū)性能評價指標建立推進油缸直接作用在管片上，管片往往承受到較大的推進