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题名基于结构应力法的盾构刀盘安装焊缝抗疲劳设计
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作者
王德福
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机构
中铁十四局集团大盾构工程有限公司
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出处
《隧道建设（中英文）》
CSCD
北大核心
2024年第6期1313-1319,共7页
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文摘
为提升超大直径盾构刀盘安装焊缝在盾构施工过程中的抗疲劳性能,首先建立包括超厚钢板对接接头焊缝细节的有限元模型,以等效结构应力为核心参量将焊缝应力集中考虑在焊趾应力之中,然后对不同坡口角度和余高的接头疲劳寿命进行计算,得出坡口角度和余高对超厚钢板焊缝接头疲劳寿命的影响规律,最后以优选的焊缝接头尺寸参数采用子模型技术建立包括各焊缝接头局部精细网格的子模型,利用等效结构应力法对刀盘整体安装焊缝疲劳寿命进行综合评估。研究发现:1)随着焊缝坡口角度的增大,其抗疲劳能力呈现先增大后减少的趋势,55°左右的坡口角度是设计对称X型接头的最优坡口角度;2)当接头采用不对称X型坡口时,焊缝小端处焊趾的疲劳寿命低于同等坡口角度大端处焊趾的疲劳寿命,坡口大端和小端的坡口角度分别选取为40°和55°时,能综合提高非对称X型坡口接头的抗疲劳性能;3)焊缝余高对接头疲劳性能的影响不如坡口角度显著,对称X型坡口焊缝及非对称X型坡口大端焊缝余高e=2~3 mm,非对称X型坡口小端焊缝余高e=1 mm,可以满足盾构刀盘的抗疲劳设计要求。
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关键词
大直径盾构
刀盘
焊缝抗疲劳设计
等效结构应力
主S-N曲线
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Keywords
large-diameter shield
cutterhead
anti-fatigue design of field welds
equivalent structural stress
principal S-N curve
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分类号
U45
[建筑科学—桥梁与隧道工程]
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