在地铁隧道施工的后处理阶段,需要对隧道管片进行注浆、清洗、切缝等一系列维护工作。目前采用的方式是搭建简陋的工作平台,施工人员在工作平台上对隧道墙壁进行施工。工作平台在隧道内依靠临时铺设的轨道来移动,铺设这些临时轨道就需要在隧道管片上打孔,对管片会造成一定的损坏,而且实施起来要耗费大量的人力和时间,效率低下。所以需要开发一种能在地铁隧道内使用的无轨运输设备来实现地铁隧道后处理阶段的机械化施工。本课题根据现有工程需要,研制了一种自行式隧道维护平台车,主要包括车身机架、作业平台、伸缩作业平台、升降作业平台、升降机组平台以及支撑装置和行走机构等。通过对平台车进行受力分析,得出了对平台车工作时的最不利工况,即平台车在坡度最大、直径最小的斜面弯道上,由于自身加速度产生的惯性力与重力沿斜面方向分力的方向相同时。根据平台车的设计要求,计算出了所需的最小钢丝绳直径为16mm。考虑到冲击载荷的影响,以钢丝绳最小破断拉力作为机架上可能出现的最大载荷。根据设计目标和工况要求,对平台车的结构进行了方案论证。平台车机架采用空间刚架结构,升降机组平台使用液压油缸和滑轮组进行升降;伸缩作业平台可以在平台车各横梁的左右两侧安装的伸缩杆上搭建;升降机组平台使用剪叉式升降机;在平台车左右两侧安装液压油缸用于支撑;行走机构采用液压驱动,采用铰接的方式固定在下方立柱底部。根据方案,使用Solidworks2016建立了平台车主要结构的三维模型。使用结构力学原理进行受力分析,结果表明,平台车车身机架上可能出现的最大弯曲应力为59.37MPa,考虑到安全系数,需要使用Q345低合金结构钢作为机架的材料才能使平台车机架的强度满足设计要求。由于平台车在实际的使用过程中会受到工作环境的影响,需要使用有限元软件对结构整体的应力分布和位移情况进行分析。本课题基于结构力学与材料力学的相关理论和有限元计算方法,使用有限元分析软件ANSYS15.0对机架结构在各种不同工况下的综合应力和总体位移情况进行分析,得出了各种工况下不同因素对平台车结构的影响程度,根据最不利的工况下所得的结果来校核车身机架的强度和刚度,结果表明平台车在各种工况下都满足强度和刚度要求,但都存在应力集中的问题,需要对平台车结构进行优化,使应力分布更加合理。