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盾构管片是盾构法施工技术的关键部件,盾构管片不仅用在地铁建设,也用在公路隧道、铁路隧道、过江隧道的建设中,盾构管片的生产质量高低直接影响地铁或隧道工程的建设质量。然而,影响盾构管片生产质量的因素很多,例如管片生产工艺流程的合理性、盾构管片模具的制造精度及安装精度,以及工人操作的熟练程度等因素。根据目前国内外盾构管片的主要结构形式,本文选择六块式盾构管片中生产标准块所用的管片模具为研究对象。参考隧道建设的施工经验和管片生产特点,编制一套管片生产工艺。并且根据隧道工程项目所用管片模具的结构特点,设计一套生产管片标准块的模具。完成管片模具的设计之后,需对其结构性能进行分析研究。本文主要利用有限元分析软件ANSYS Workbench建立管片模具的有限元模型,并作以下几方面的分析计算:(1)参考管片生产工艺流程,确定管片模具在最不利工况下的各种荷载,并确定合理的约束方式以及各种荷载的加载方式,对模具结构进行静强度分析;(2)模具侧模可能在使用过程中发生不可恢复的变形,进而影响管片的生产质量,利用线性屈曲分析理论方法对侧模进行稳定性分析;(3)防止混凝土振捣时可能产生模具结构的共振,对模具结构进行模态分析,确定合理有效的振捣频率;(4)振捣激振力呈正弦规律变化,利用谐响应分析方法对模具结构进行谐响应分析,研究模具结构在正弦激振力作用下表现出来的力学性能。本文基于实际管片模具的结构特点,对管片标准块模具结构进行设计。根据实际工况确定管片模具分析所需的各种荷载以及准确的约束方式,对管片模具的性能分析具有一定的实际意义,为今后模具的改进提供了依据。