暗挖地铁车站大跨度拱形中板的设计研究

为实现地铁车站站台层大跨度无柱功能,以青岛地铁1号线薛家岛站拱形中板的设计为背景,运用有限元方法分析研究不同形式中板在静力及地震作用下的结构受力特性。分析结果表明:(1)静力分析中,拱形中板较其他形式中板而言,仅轴力值较大,其余内力及变形值均相对较小;跨中弯矩在外侧水土压力作用下为负弯矩,并呈正比例变化;受空间作用影响,洞口梁及节点处应力集中明显,梁扭转效应明显。(2)抗震分析中,E2、E3作用下得出中板时程位移曲线,最大层间位移角均满足规范限值要求; E2作用下,拱形中板构件内力较非地震工况增幅约25%。     

11 m宽岛式站台明挖无柱拱形地铁车站的设计

为实现大跨度无柱地铁车站结构,提高车站服务水平,在对已建无柱地铁车站结构分析的基础上,以沈阳地铁3号线为依托,拟定了11 m宽岛式站台的明挖无柱拱形地铁车站结构,并进行了力学性能、建筑空间、管线综合等方面的研究。结果表明:新拟定的无柱拱形结构和改造的三角形轨顶风道受力性能良好,不用设置抗拔桩,不用考虑围护结构联合受力,有利于保证防水质量和结构耐久性,可适用于多种地质条件;该无柱结构的车站建筑空间效果好,客流组织顺畅,利于管线综合布置,可提高车站服务水平与效率;通过调整顶、底板拱的矢跨比,并联合中板斜撑结构,可应用于岛式站台宽度大于11 m的无柱车站。     

基于不同计算方法的地铁车站结构抗震性能分析

我国地铁车站结构抗震性能分析仍相对滞后,特别是在各种抗震计算方法分析结果的对比研究方面。针对这种情况,以北京某地铁车站为背景,采用惯性力法、反应位移法及动力时程分析法3种抗震设计方法对地铁车站进行了结构抗震性能分析,得出了水平地震荷载作用下矩形车站结构的柱、板、墙各构件内力分布特征。结果显示:3种计算方法得到的各内力分布规律较为一致,其最大受力部位在底板与柱子交接处,但对于同一个内力而言,内力值有所差别。重点分析了3种抗震设计方法计算结果之间的差异。     

拱式转换层位置对框架结构受力性能的影响

研究目的:通过算例分析比较,对框架结构在不同高度设置拱式转换层时的内力和位移特点进行研究.研究结论:带转换层结构与无转换层结构相比,转换层以上的结构构件内力变化较小,转换层以下各层内力变化较大.转换层不同高度的结构相比,高位转换层以下结构构件的内力变化相对较小,以上结构构件的内力变化相对较大.水平荷载下,转换层以上结构变形曲线以剪切变形为主,以下结构则呈弯曲变形特征,转换层处为上、下变形曲线的转折处.顶点位移随着转换层位置的升高而增大.不设转换层时,在结构下部出现一个极大值.设转换层后,转换层往往为层间位移较小处.只要合理设计,拱式转换层结构可具有良好抗震性能.     

暗挖拱盖法地铁车站拱部结构矢跨比影响分析

为研究暗挖拱盖法施工时拱部矢跨比对车站结构的影响，以青岛某地铁车站工程为例，基于有限元分析软件MIDAS GTS,对比分析站台宽度为11 m和13 m两种车站结构下，不同矢跨比对其结构受力与变形的影响。研究结果表明：当矢跨比从0.16增大至0.24时拱部施工阶段拱顶弯矩最大，弯矩先减小后增大，整体结构施工时拱部与直墙交界处弯矩最大；两种跨度的车站弯矩分别减少了42.1%和44.6%;轴力随矢跨比的增大而减小，矢跨比对拱部施工阶段的影响较大；矢跨比对结构变形的影响非常明显，拱顶沉降、拱肩沉降与拱脚净空收敛均减少了1/3左右。在考虑整体结构施工与车站结构合理跨高时，拱部矢跨比越大，结构越合理。     

济南地铁大跨无柱拱形结构 内力分析及施工技术

以济南地铁龙奥站为依托,研究硬岩地层大跨无柱拱形地铁车站结构受力特性及施工技术,进行二维有 限差分数值计算,结果表明：基坑施工引起的支护结构水平位移及内力均较小,采用多级放坡开挖和喷锚支护的 方式可保证基坑安全施工;无柱拱形结构顶板弯矩、轴力值均较大,同时中板表现为偏心受拉状态,是主体结构 中的薄弱环节,但仍具有较大的安全系数,结构整体安全可靠。大跨无柱拱形车站施工技术已在济南地铁龙奥站 取得成功应用,可为类似工程提供借鉴。     

地铁大跨无柱车站中抗拔桩选型研究

地铁无柱车站相比有柱车站具有更好的建筑功能和运营效率,但由于其自身结构特点,在高水位下无柱车站底板受力过大,通常在底板中部设置大直径抗拔桩作为受力支点以减小板厚,但当车站埋深较深且位于岩层中时,车站成本造价增高、施工难度加大。针对此问题,结合徐州某大跨无柱车站实际设计案例,提出采用微型抗拔桩方案解决无柱车站底板受力问题,并从经济性、适用性等多角度同常规大直径抗拔桩方案进行比选,比选结果表明,微型抗拔桩方案可降低抗拔桩成本造价、减小施工难度、缩短工期,减小了无柱车站在高水位下的应用难度。     

轨道交通高架车站钢结构与混凝土结构协同分析

基于成都轨道交通高架车站钢结构雨棚方案比选和结构设计,围绕高架车站站台钢结构雨棚与下部混凝土结构考虑协同作用对比分析。通过对不同高架车站下部混凝土结构和相同上部钢结构,采用有限元软件MIDAS建立整体和独立模型,对结构分别采用反应谱分析、屈曲分析进行对比计算。找出结构整体模型计算在周期模态、最大层间位移、最大层间位移角、柱底反力、屈曲临界荷载等方面与下部混凝土结构独立计算存在的差异。分析结果表明,高架车站独立模型计算的周期均小于整体模型计算;两种模型的层间位移和柱底反力均存在差异,其中单墩柱整体模型计算不能忽视;整体模型比独立模型计算的屈曲临界荷载值大。     

青岛地铁某地下车站结构抗震数值模拟计算分析

为了研究地铁地下车站在地震荷载作用下的受力情况,以青岛地铁某明挖地下车站为例,通过静力法和时程分析法分别建立二维数值模型,对明挖地下车站标准断面的受力进行结构抗震性能模拟分析;对车站大里程端节点结构建立三维数值模型,进行结构抗震性能模拟分析。车站标准断面二维模拟计算结果表明,时程分析法与静力法2种计算方法得到的内力计算结果比较接近,顶板跨中、底板支座、底板跨中、侧墙支座、侧墙跨中均受静力法计算结果控制,顶板支座、中板支座、中板跨中受时程分析法控制,对比基本荷载组合、准永久荷载组合的内力及相应的配筋计算,地震荷载组合对车站结构各构件承载力并不起控制作用;大里程端节点结构三维模拟分析结果表明,车站结构各构件满足抗震设计要求。     

框支剪力墙土-结构共同作用的抗震性能分析

采用有限元法对一框支剪力墙土-结构体系进行动力弹塑性时程分析。通过对计算模型的自振特性以及地震作用下的位移、层间位移角、等效刚度比和剪力等数据进行分析研究。研究结果表明:运用ANSYS建立框支剪力墙-土-结构共同作用模型对结构进行地震反应分析,能够真实地反映结构的抗震性能。转换层位置对结构自振周期影响较小;转换层附近的层间位移角和剪力均发生突变,且随转换层位置的提高而加剧;层间位移角较大值集中在结构中上部;框支柱剪力最大值发生在转换层中柱。建议抗震设计时,转换层位置可适当提高但不宜超过5层,等效侧向刚度比宜控制在0.8～1.3,除了底部框支柱加强外,还应该对中上部楼层采取减小层间位移的措施,对转换层中柱采取特殊加强。     

佛山地铁魁奇路地下换乘站抗震性能分析

以佛山地铁魁奇路站实际工程为背景,对地下车站进行了结构抗震性能分析。以反应位移法建立了地铁车站二维结构计算模型,求解了地下车站受地震荷载作用下响应结果,并与静力法计算结果进行了对比,以研究地铁车站在地震作用下的内力变化规律。基于Midas GTS NX软件,应用非线性时程分析法,建立了结构和周围土层为一体的整体计算模型,通过模态分析求解了结构体系各阶的自振频率和各阶振型;模拟了地下结构在地震荷载下的动态特性,揭示了地铁车站在地震作用下的位移时程反应及结构整体变形状况。     

水平地震作用下 T 型换乘地铁车站结构变形分析

地下轨道交通系统是城市生命线工程的重要组成部分,其中的换乘地铁车站建设规模大、客流量大、结 构复杂,有关抗震问题值得关注。基于南京某 T 型换乘车站结构,建立地层-结构三维动力时程分析模型,模拟 土-结相互作用系统在水平地震荷载作用下的动力响应,分析不同类型和不同幅值的地震动作用下 T 型换乘车站 结构的位移响应规律。计算结果表明：T 型换乘车站结构的最大水平位移及截面最大顶底位移差均出现在垂直于 地震动输入方向的 3 层线路车站的顶板部位,沿 3 层车站的纵向位移,远离 T 型交叉部位;T 型换乘车站结构水 平位移及顶底水平位移差的最小值均发生在两线车站 T 型交叉部位。     

大跨度铁路客站站房屋盖结构性能分析

针对呼和浩特东站站房大跨度钢结构屋盖的工程特性,进行结构的稳定性分析,得到结构的极限承载力上限,说明站房设计选型合理,同时可知风荷载及温度荷载对本站房结构的影响较大;进行考虑结构非线性的全过程分析,由于非线性的影响,结构的荷载系数有所降低,但是仍具有足够的安全储备,说明本工程的稳定性能良好,安全性高。对于大跨度屋盖结构的动力分析,进行考虑三维多点输入与一致地震动输入的比较,可以得到,在进行多维多点输入时,结构体型变化以及两翼处的内力有较大增加,而中部的内力有所降低,结构的位移响应变化差异性明显。     

铁路客站大跨叠层桁架结构受力分析

跨度52m的钢结构大跨叠层桁架是西安火车站站改工程重要组成部分。通过建立大跨叠层桁架的整体有限元模型,对整体结构进行全面的静力分析和自振特性分析。静力分析着重研究结构整体变形和应力比,分析不同荷载工况作用下结构变形特征;自振特性分析在研究叠层桁架自振特性的基础上,分析改变桁架腹杆形式对结构自振特性的影响。计算结果表明:构件的变形及应力比均满足《钢结构设计规范》(GB50017—2003)的规定,结构整体位移分布一般呈现正对称特征,大跨叠层桁架的最大位移区域位于跨中位置;大跨叠层桁架具有较低的自振频率,腹杆形式的改变对其自振频率的影响不大。     

非连续纵向结构体系单柱地铁车站横向地震响应分析

依托某地下双层单柱车站,考虑中板孔洞、中板纵梁局部中断的结构特征,建立非连续纵向结构体系的三维计算分析模型,采用三维反应位移法和非线性时程分析法,分别就E2、E3地震作用下结构体系的横向地震响应进行分析,得到分析结论:在E2、E3地震作用下,非连续纵向结构体系横向抗震性能满足规范要求;中板孔洞区段、非连续中板纵梁区段是结构体系横向抗震能力的薄弱部位,非连续中板纵梁区段中柱的横向内力和结构体系的横向变形最大,中板孔洞区段中板纵梁的横向内力最大;中柱、临近孔洞的中板纵梁承受了较大的横向弯矩、横向剪力,易发生弯剪破坏。     

北京地铁车站结构抗震分析

针对我国城市轨道交通快速发展而地铁车站结构地震反应分析相对滞后的现状,以北京地铁14号线为背景,选取4种具有代表意义的车站结构断面形式,考虑结构使用过程中可能出现的各种荷载,采用地震系数法和反应位移法2种抗震计算方法进行专项抗震计算研究,得出在水平地震力作用下矩形和拱形框架结构断面车站的最不利受力位置,应有针对性通过增大构件截面尺寸、提高配筋率等措施加强薄弱部位的抗震设计,切实提高地铁车站结构的整体抗震性能。     

抗拔桩和压顶梁对明挖地铁车站内力影响分析

在高地下水位地区修建地铁车站,往往存在抗浮问题。抗浮问题处理得当与否直接关系着地铁车站正常使用期间的可靠度。而采用不同抗浮措施会对结构内力产生不同的影响,为研究这种影响并希望从结构受力角度对车站抗浮提出一定的建议,结合一个明挖地铁车站实例,针对目前最常见的2种抗浮措施——压顶梁和抗拔桩进行数值计算,发现抗拔桩具有改善结构受力的作用,在结构跨度较大时应采用抗拔桩或者抗拔桩与压顶梁联合抗浮的措施,在结构跨度较小时,可优先考虑压顶梁抗浮。     

基于摩擦摆支座的轨道交通高架桥减隔震性能及设计方法研究

基于摩擦摆减隔震支座的轨道交通高架桥在地震时位移较大,相邻跨由于相位差的存在有相互碰撞的风险, 需探究在取得高隔震率的同时如何降低梁端相对位移,避免相邻跨结构产生碰撞。以北京市轨道交通平谷线高架桥 为背景,探讨在不同的地震峰值加速度区域减隔震设计的隔震效果,以及相对于延性抗震设计的经济优势;推导结 构体系周期的计算公式,提出梁端伸缩缝宽度的设计方法。分析表明,在 0.2g、0.3g 峰值加速度区域,墩柱隔震率 几乎持平,高峰值加速度区域减隔震设计具备良好的经济性;相邻跨体系隔震周期越接近,梁端相对位移越小。