盾构管片拼装机电液控制系统研究

盾构技术是随着现代交通运输、地下工程、矿山开采、水利工程以及市政 建设等的需要而发展起来的先进隧道施工技术。随着我国城市地下交通设施建 设进程的加快,盾构技术现已成为国内工程界的研究热点。本论文在对盾构技 术充分现场调研的基础上,通过阅读、分析及综合大量文献,对盾构管片拼装 机电液控制系统进行了设计与分析研究,并得出了一些有价值的结论。 第一章为绪论,首先概述了盾构技术施工过程、介绍了土压平衡式盾构机 结构及工作原理。接着,概述了盾构及管片拼装机相关技术国内外研究现状及 发展趋势,主要包括管片拼装机液压系统、管片拼装机无线电液遥控器及盾构 管片衬砌受力分析等方面内容。最后,结合工程实际,提出了本课题的来源、 研究意义及主要研究内容。 第二章首先对管片拼装机工作原理及管片拼装过程进行了介绍。接着结合 管片拼装机功能要求详细分析了管片拼装机液压系统,其中包括各个液压模块 的功能以及液压元件的选型。最后给出了液压动力单元部分参数的计算。现场 测试数据为设计计算提供了依据。 第三章主要讨论了管片拼装机无线遥控器的软硬件设计及编解码算法实验 研究。首先在分析了无线电液控制器原理的基础上,给出了编码模块、解码模 块和射频收发模块三个功能模块的硬件解决方案和硬件电路的具体实现。其次, 设计了控制器的无线通信协议、采用C51语言编写了管片拼装机无线遥控器软 件并给出了各个功能模块的程序框图。最后,讨论了管片机无线遥控器的纠错 编解码算法的选择与实现,并给出了实验分析。实验证明,选择交织BCH编 码能有效地降低误码率,从而提高系统的可靠性。 第四章首先概述了管片衬砌受力分析的常用方法并详细介绍了荷载结构法 的基本思想。其次,讨论了自由变形圆环法计算管片衬砌内力的理论基础,并用 ANSYS有限元分析软件对盾构隧道管片衬砌受力进行了有限元分析。同时,也进 行了自由变形圆环法和梁一接头连续模型仿真结果的对比。最后,对仿真结果进 行了分析,并通过分析得出了对工程实际有指导意义的一些结论。 第五章对本论文所做的研究工作进行了简要的总结并对后续工作进行了展 望。