城市地下建设管廊模具支撑架结构设计与优化

Structural design and optimization of mould support frame for urban underground construction pipe gallery

针对城市地下建设分体式管廊模具浇筑混凝土重量大,导致模具支撑架结构存在刚强度不足、质量过大的问题,对支撑架结构静态和动态性能进行了研究。提出以支撑架结构静态载荷下刚度最大和动态低阶固有频率最大为目标,采用折衷规划法和平均频率法对支撑架结构进行拓扑优化,得到结构单元密度图,找出支撑架结构的薄弱位置,进而对支撑架结构尺寸参数设计。通过建立尺寸参数优化的数学模型,对支撑架厚度参数进行优化。分析数据结果表明:优化后的支撑架结构不仅提高了力学性能和抑制振动能力,而且支撑架实现轻量化,质量减轻了26%,达到较为理想的优化目标。