大直径盾构常压复合刀盘滚刀刀筒结构设计与分析

为解决大直径盾构常压复合刀盘后置式滚刀刀筒在实际应用中螺栓受频繁交变应力影响易损坏的问题,通过借鉴国内外研究成果,设计前置式常压滚刀刀筒结构。将螺栓由受拉力承受滚刀推力的受力模式改变为刀筒直接承受滚刀推力,加强了对螺栓的防护。为验证该前置式常压滚刀刀筒的可靠性,通过理论与有限元分析相结合的方法,对前置式常压滚刀刀筒进行结构分析,包含静力学分析、模态分析及谐响应分析(静力学分析结果显示最大Mises应力未超过材料许用应力;模态分析与谐响应分析结果显示刀筒工作频率远小于结构自振频率,有效避免共振失效的发生),验证了刀筒设计的合理性。将该设计方案应用于实际工程项目,结果显示刀筒未出现螺栓松动、断裂现象,也未出现常压复合刀盘刀筒刀座压溃、刀筒失效等情况。理论分析与实践结果均显示该刀筒结构设计合理,可应对目标工程的地质情况,可为后续类似工程刀盘刀筒的选型设计提供参考。