CN114233305B - 一种增加颗粒阻尼的盾构机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种增加颗粒阻尼的盾构机，所述盾构机上设有若干抗水平振动颗粒阻尼器和抗垂直振动颗粒阻尼器；两种颗粒阻尼器内部设有腔体，腔体内装有颗粒；所述抗水平振动颗粒阻尼器内部的腔体是采用在颗粒阻尼器内部喷涂粘弹性材料聚氨酯的方式得到；抗垂直振动颗粒阻尼器的顶板和底板设置有若干圆槽，抗垂直振动颗粒阻尼器内部的腔体安装于圆槽内；所述抗垂直振动颗粒阻尼器内部的腔体选用圆柱状PVC腔体，圆柱状PVC腔体的高垂直于主控室地面。将上述两种颗粒阻尼器同时安装在盾构机内以达到盾构机减振的效果，避免了因盾构机振动引起的盾构机自身损坏和盾构机位置偏移而导致的施工质量问题，比采用弹簧的减震器系统的减振效果有明显提高。
Description
领域技术
本发明涉及盾构法施工中振动控制技术领域，具体涉及一种增加颗粒阻尼的盾构机。
背景技术
我国现在的地铁与隧道施工中，盾构法施工已经越来越普遍。盾构法是使用盾构机进行隧道掘进的同时铺设支撑隧道的支撑性管片(即盾构机中的“盾”)。广义上，盾构机可以用于软硬两种地层，但我国对于掘进软土的隧道掘进机称为盾构机，对于掘进岩石地层的隧道掘进机称为TBM。盾构机在盾构掘进时，往往会因为刀盘对土体乃至于软硬结合地层中的岩体进行切削而产生极为明显的振动。这种振动容易导致盾构掘进过程中盾构机发生偏移，从而引起隧道的安全与质量问题，且会导致盾构机自身的损坏，故在盾构机内设置相应的减振器来达到盾构机抗振动这一目的是非常必要的。如今，盾构机中常用的减振装置中的弹簧受到很多条件约束，极易损坏又不便于维修，实用性欠佳。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中的不足提供一种几乎不受温度的限制，也没有诸如材料退化与疲劳效应等问题，且其减振频带宽、造价低廉，可恢复能力强，即不易损坏的增加颗粒阻尼的盾构机。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种增加颗粒阻尼的盾构机，包括若干抗水平振动颗粒阻尼器和抗垂直振动颗粒阻尼器；两种颗粒阻尼器大致为立方体，由底板、四个侧壁和顶板组成，颗粒阻尼器内部设有腔体，腔体内装有颗粒；所述底板应超出颗粒阻尼器的底面，超出底面部分设置螺纹孔；所述四个侧壁之中一面侧壁应超出颗粒阻尼器的侧面，超出侧面部分设置螺纹孔，所述底板和侧壁的螺纹孔用于颗粒阻尼器与盾构机的连接与固定；所述顶板应与底板等大且具有相同的螺纹孔，所述顶板与底板的螺纹孔用于顶板与颗粒阻尼器整体的连接与固定。
上述技术方案中，进一步地，所述的颗粒阻尼器的顶板、底板以及侧壁选用5mm厚钢板。
进一步地，所述的抗垂直振动颗粒阻尼器的顶板和底板设置9个直径为90mm的圆槽，所述抗垂直振动颗粒阻尼器内部的腔体安装于所述圆槽内。
进一步地，所述的抗垂直振动颗粒阻尼器内部的腔体选用外径为90mm圆柱状PVC腔体，圆柱状PVC腔体的高垂直于主控室地面。
更进一步地，所述的抗水平振动颗粒阻尼器内部的腔体可以采用在颗粒阻尼器内喷涂粘弹性材料聚氨酯的方式实现。
进一步地，所述的颗粒选用10mm的钢球，抗水平振动颗粒阻尼器内部钢球的填充率为60-80％，抗垂直振动颗粒阻尼器内部每个空腔内仅放置1颗钢球。
进一步地，将两种颗粒阻尼器同时左右对称地安装在盾构机内刀盘后上中下三个平台内竖向结构位置处总计6处。
相较于现有技术，本发明的有益效果为：
本发明通过将两种颗粒阻尼器同时安装在盾构机内以达到盾构机减振的效果，抗水平颗粒阻尼器内部钢球选用80％的填充率，能有效发挥水平颗粒阻尼器的减振效果，在抗垂直振动颗粒阻尼器中选用圆柱状腔体并仅放置1颗钢球，能避免钢球与侧壁的过多碰撞而导致的竖直方向上的减振效果的降低，从而避免了因盾构机振动引起的盾构机自身损坏和盾构机位置偏移而导致的施工质量问题，同时比采用弹簧的减震器系统的减振效果有明显提高，且避免了极易损坏、检修困难等难题。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：
图1是抗垂直振动颗粒阻尼器平面示意图。
图2是抗水平振动颗粒阻尼器平面示意图。
图3是颗粒阻尼器侧面示意图1。
图4是颗粒阻尼器侧面示意图2。
图5是颗粒阻尼器安装示意图。
图中：1-底板，2-侧壁，3-顶板，4-底板和顶板的螺栓孔，5-底板和顶板设置的圆槽，6-抗垂直振动颗粒阻尼器内的腔体，7-抗水平振动颗粒阻尼器内的腔体，8-侧壁中超出颗粒阻尼器一面，9-螺栓孔，10-固定顶板和底板的长螺栓，11-盾构机内平台位置，12-颗粒阻尼器安放位置。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施。
参照示意图1～5，颗粒阻尼器的整体结构由底板1和侧壁2通过焊接在一起制成。抗水平振动颗粒阻尼器内的腔体7可以采用在颗粒阻尼器内喷涂粘弹性材料聚氨酯的方式实现，抗垂直振动颗粒阻尼器内的腔体6可以采用圆柱状PVC空腔安装于底板1和顶板3设置的圆槽5内。顶板3和颗粒阻尼器的整体结构的连接通过固定顶板和底板的长螺栓10将顶板3和底板1固定。
所述的颗粒阻尼器的尺寸为300mm*300mm*100mm，顶板3、底板1以及侧壁2选用5mm厚钢板。所述的抗垂直振动颗粒阻尼器的顶板3和底板1设置9个直径为90mm的圆槽，所述抗垂直振动颗粒阻尼器内的腔体6安装于圆槽内。所述的抗垂直振动颗粒阻尼器内的腔体6选用外径为90mm的圆柱状PVC腔体。所述的颗粒选用10mm的钢球，抗水平振动颗粒阻尼器内部钢球的填充率为80％，抗垂直振动颗粒阻尼器内部每个腔体内仅放置1颗钢球。
颗粒阻尼器与盾构机之间的连接通过侧壁中超出颗粒阻尼器一面8上的螺栓孔9、底板和顶板的螺栓孔4和螺栓进行连接。以13m泥水平衡大盾构机为例，颗粒阻尼器安放位置12位于盾构机内平台位置11左右对称地安装在上中下三个平台内竖向结构位置处总计6处。
上述仅为本发明实施的一个实例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，可以依据工程情况对该增加颗粒阻尼的盾构机抗振动方式包括但不限于颗粒阻尼器的尺寸、材料选用、安装位置等进行修改以适应于相应的工程中。
Claims (4)
1.一种增加颗粒阻尼的盾构机，其特征在于，所述的盾构机上设有若干抗水平振动颗粒阻尼器和抗垂直振动颗粒阻尼器；两种颗粒阻尼器由底板、四个侧壁和顶板组成，颗粒阻尼器内部设有腔体，腔体内装有颗粒；两种颗粒阻尼器均通过侧板和底板与盾构机固定连接；所述的抗水平振动颗粒阻尼器内部的腔体是采用在颗粒阻尼器内部喷涂粘弹性材料聚氨酯的方式得到；所述的抗垂直振动颗粒阻尼器的顶板和底板设置有若干圆槽，抗垂直振动颗粒阻尼器内部的腔体安装于圆槽内；所述的抗垂直振动颗粒阻尼器内部的腔体选用圆柱状PVC腔体，圆柱状PVC腔体的高垂直于主控室地面；将两种颗粒阻尼器同时左右对称地安装在盾构机内刀盘后上中下三个平台内竖向结构位置处。
2.根据权利要求1所述的一种增加颗粒阻尼的盾构机，其特征在于：所述的颗粒阻尼器的顶板、底板以及侧壁选用钢板。
3.根据权利要求1所述的一种增加颗粒阻尼的盾构机，其特征在于：所述的颗粒选用钢球，抗水平振动颗粒阻尼器内部钢球的填充率为60-80％，抗垂直振动颗粒阻尼器内部每个腔体内仅放置1颗钢球。
4.根据权利要求1所述的一种增加颗粒阻尼的盾构机，其特征在于：两种颗粒阻尼器均通过侧板与盾构机固定连接，具体为：所述底板超出颗粒阻尼器的底面，超出底面部分设置螺纹孔；所述四个侧壁之中一面侧壁超出颗粒阻尼器的侧面，超出侧面部分设置螺纹孔，所述底板和侧壁的螺纹孔用于颗粒阻尼器与盾构机的连接与固定；所述顶板与底板等大且具有相同的螺纹孔，所述顶板与底板的螺纹孔用于顶板与颗粒阻尼器整体的连接与固定。
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