桥建合一高架车站结构抗震分析探讨

对城市轨道交通"建桥合一"高架车站结构如何利用桥梁设计软件和建筑设计软件进行抗震分析,作了较为全面的分析和介绍。结合宁波某高架车站,就其结构计算模型及结果分析进行了探讨,并提出了抗震设计中应注意的问题。     

土钉墙地震动力分析及抗震设计方法

为了深入了解地震作用下土钉墙动力特性,并为其提供实用的动力分析方法,基于动力Winkler地基模型,建立了考虑面板、坡后土体及土钉协同工作的土钉墙动力分析模型,并进行了求解.该模型将面板处理为弹性地基梁,将土钉处理为一个弹簧和阻尼来替代.基于建立的计算模型和震害模式给出了其抗震设计方法,并结合具体工程实例进行了地震作用动力分析及抗震设计,最后与动力离心试验进行了验证.结果表明:土钉墙延性大,具有良好的抗震性能;土钉的峰值轴力连线与静力作用下相似;提出的分析方法对土质较均匀的边坡是可行的,为土钉墙的地震分析及抗震设计提供了一种新的途径.     

考虑地铁影响的桥梁结构地震反应研究

随着我国城市建设的快速发展，城市核心区域用地日益紧张，因而轨道交通、市政交通、建筑工程等呈现出立体式、一体化发展趋势。基于此，以某城市主干路高架桥及桥下顺桥向布置地铁车站为研究对象，运用有限元软件建立站桥一体计算模型及单桥计算模型，通过数值模拟分析结构的动力特性差异。研究表明，在站桥一体结构采用整体连接时，忽略地铁结构及土体，将显著低估桥梁结构地震反应，会得到不安全的抗震评估结果；考虑地铁车站后，顺桥向地震作用下的墩底位移增大，使得墩底剪力、弯矩与梁端位移增大，此外，地铁结构纵向变形还对梁端位移变化具有放大作用；地铁车站横向有土弹簧嵌固作用，整体变形小，在横桥向地震作用下墩底剪力、弯矩与梁端位移增大比值较少，同时，因地铁结构横向变形较小，对梁端位移变化的影响较小。     

城市轨道交通正线间单渡线设置曲线的最小线间距研究

在城市轨道交通工程中,单渡线的设置用于临时折返列车,增加列车运营时的灵活性,实现列车的转线运行。单渡线一般靠近车站端部设置,当设置成曲线时,有利于减少车站开挖长度,降低施工造价,节约成本。根据GB 50157—2003《地铁设计规范》的定义,基于车辆、道岔等相关技术参数的条件,对城市轨道交通单渡线设置成曲线的最小线间距进行研究,得出4种不同组合情况下的最小线间距,为国内城市轨道交通单渡线的设置起到一定的指导和借鉴作用。     

抗拔桩变形及对地铁车站结构计算影响分析

目前,对于地铁车站计算模型中抗拔桩的模拟方式存在局限性,不能反映真实的抗拔桩受力变形性状,对于车站结构的计算带来一定的偏差,造成结构配筋不合理。针对这一现状,提出对抗拔桩采用大刚度弹簧进行模拟,建立抗拔桩的荷载传递模型,推导基于轴向Winkler地基模型的抗拔桩弹性解答,得出模拟抗拔桩的弹簧刚度计算公式。在此基础上,将抗拔桩作为大刚度弹簧的计算模型和其他常用的几种抗拔桩模型进行详细说明,通过实例计算,对这几种模型对地铁车站结构的受力变形计算结果进行对比分析,得出各种模型的受力变形差异,为带抗拔桩的车站结构计算提供了指导。     

中承式刚架拱人行天桥基于反应谱理论的抗震设计探讨

以一座中承式刚架拱人行天桥为例,结合现行《城市桥梁抗震设计规范》,采用振型反应谱理论对各种抗震设防烈度下的地震作用进行了计算,并结合规范对该天桥进行了相关的抗震分析和抗震验算,为类似结构类型的人行天桥的抗震设计提供了一些借鉴。     

土-结构相互作用的桥梁多尺度建模与分析

考虑土-结构相互作用(SSI)是地震激励下桥梁抗震性能评估的热难点之一.由于考虑土体影响多而建立的结构模型计算耗时极长,为了提高效率,现采用一致多尺度建模方法,将所研究部位建为实体单元,其他部位建为梁单元,单元之间采用适当的方法进行界面连接,保证宏观、精细单元间的变形协调,并对某一桥梁进行分析,验证了该方法的正确性.在此基础上,基于多尺度建模方法,建立三跨连续梁桥模型,对其进行弹塑性时程分析,对比分析考虑SSI和不考虑SSI效应的桥梁模型在地震激励下的响应结果,研究SSI效应对桥梁抗震性能的影响.结果表明:多尺度建模方法可以在保证计算精度的前提下有效地提高计算效率;考虑SSI效应能够有效地降低桥梁的抗震性能需求.因此,在设计时应加以考虑.     

城市轨道交通车站集散能力瓶颈识别方法研究

城市轨道交通车站集散能力瓶颈会导致车站内部分区域出现严重的客流拥堵现象,降低车站集散效能,影响乘客出行效率和安全。在分析城市轨道交通车站集散能力瓶颈内涵和成因的基础上,提出了基于拥堵强度的瓶颈识别方法。构建基于累计 Logistic 回归的拥堵强度判别模型,结合调查数据对模型进行参数标定和验证。以北京地铁东直门站为例,结合 Anylogic 动态仿真,验证了模型的有效性,表明该模型能够准确、实时地识别出城市轨道交通车站集散能力瓶颈。      

城市与公路桥梁抗震设计规范的实例比较

针对一座规则连续梁桥,采用延性抗震设计策略,分别基于《城市桥梁抗震设计规范》与《公路桥梁抗震设计细则》,进行了全面地地震反应分析和抗震验算,并着重对两本规范的设计反应谱及产生的地震反应、抗震验算指标的计算结果进行了详细地对比分析。结果表明,前者较大的反应谱参数对延性构件的强度和位移能力提出了较大的要求,对于能力保护构件,后者在构件能力计算方面偏于保守,对构件能力提出了更高要求。     

新老《铁路工程抗震设计规范》中地震作用的比较分析研究

《铁路工程抗震设计规范》(GBJ 111-87)与《铁路工程抗震设计规范》(报批稿)在现阶段铁路桥梁设计中的安全度究竟如何?一直被建设者和设计者所关心。结合京沪高速铁路济南黄河大桥的结构抗震性能研究,通过对结构的抗震设防标准、地震作用大小、结构验算准则等几方面进行分析比较,指出上述2个规范的结构抗震安全性的差异。     

反应谱法在小箱梁桥梁下部抗震计算中的应用

以现阶段抗震设计规范为基础,根据广东省中山市某桥梁的实际资料,对该装配式小箱梁桥梁下部结构运用反应谱法进行了抗震计算。通过Midas civil软件建模,分别进行了E1、E2地震作用下桥梁地震反应分析及验算。其内容可为其它类似城市抗震工程提供借鉴。     

基于动水及桩-土-结构相互作用的斜拉桥地震响应分析

为了得到更为符合实际情况的跨江大桥动力稳定性的地震反应分析,在桥梁抗震研究中必须综合考虑动水及桩-土-结构的相互作用。基于此,结合某斜拉桥,采用基于Morison方程的动水力简便计算方法来模拟水对桥梁下部结构的动水压力,通过大型有限元程序Midas/Civil分别建立了没有考虑动水及桩土效应和考虑动水及桩土效应两种情形下的计算模型,通过输入El-Centro波分析了动水及桩土效应对斜拉桥结构动力特性和地震反应的影响。分析表明动水及桩土效应对斜拉桥动力特性和地震反应的影响较大,因此在对跨江斜拉桥结构进行抗震分析时,应考虑动水及桩土效应对其动力反应的影响。     

城市曲线匝道桥地震响应分析及延性抗震设计

针对城市曲线桥梁典型特点,介绍了某高烈度地震区曲线匝道桥梁延性抗震设计的工程实例。采用多阵型反应谱法分析该桥在E1、E2地震作用下的响应,引入弹塑性纤维单元,并依据《城市桥梁抗震设计规范》中的相关规定,按能力保护设计原则进行延性抗震设计。计算结果表明,通过选用合理的结构体系,采用延性抗震设计方法可以实现此类桥梁"小震不坏,大震不倒"的设防目标。     

挡土结构地震惯性力沿高度分布系数研究

通过利用波动有限元技术,对挡土结构土体系的动力反应状态进行估算,研究地震作用下挡土墙和桥台的加速度沿高度分布系数,为提出沿高度分布系数建议提供依据。本研究设定人工边界条件,运用透射公式以简化波动有限元算法,对不同高度的6类挡土墙以及2个扩大基础桥台等在18条地震波输入下的地震反应进行估算,得到挡土墙地震最大加速度反应规律,最终总结得到挡土结构地震惯性力沿高度分布规律,并为抗震设计规范的修编提出建议。     

中庭式地铁车站地震响应振动台试验

中庭式地铁车站因用大量横梁取代楼板来形成中庭大开口（顶层和中层楼板的开口率均超过50%）,且站厅层无柱,站台层采用宽高比达7.5的薄壁柱,车站结构抵抗横向变形比如地震作用的能力,成为值得担忧的一个问题。为此,针对埋置于人工模型土中的中庭式地铁车站模型,进行了一系列1g振动台试验,探究中庭式地铁车站结构的地震响应特征,以及地震动强度对土和车站动力响应的影响规律。试验结果表明：地震作用下,站厅层横梁两端的峰值动拉应变最大,站厅层横梁两端为抗震最薄弱环节;中庭式车站侧墙与邻近土体的加速度响应差异在不同埋深处表现不同;地震动强度对车站结构和场地的地震响应均影响显著;随地震动强度增加,场地的卓越频率变得越不显著,其加速度傅里叶谱的主要幅值段趋向坐落于更宽的频带内;随地震动强度增加,顶板埋深处土和侧墙加速度放大系数差异逐渐递减;随地震动强度增加,侧墙上峰值动土正应力分布形状可能发生变化,且沿车站左、右侧墙的峰值动土正应力呈非对称分布;水平横向地震动输入下,中庭式车站存在摇摆运动,且车站顶板的竖向加速度随水平输入地震动强度的增加而增大。试验结论有助于更好地认识中庭式地下结构的地震响应规律,为类似结构的抗震设计提供参考。     

轨道交通(轻轨)车站结构设计探讨

在城市轨道交通(轻轨)地面车站,主要是高架车站的结构设计中,分析研究其荷载类型、荷载工况对车站结构计算的安全可靠性意义重大。其中还有有效控制沉降问题。该文分析荷载类型、荷载工况,建立计算模型提出看法,供设计人员参考。     

钢管混凝土叠合柱式桥墩考虑桩土作用的地震效应分析

为减小桥墩阻水面积,南水北调中线工程跨主干渠大油村北桥中墩墩身采用圆形钢管混凝土叠合柱,以避开阻水超限的普通钢筋混凝土桩柱式结构。探讨考虑桩土相互作用的三种模型并对计算结果进行了对比分析。发现等效三弹簧模型能较好地模拟桩土相互作用下桩基的地震反应,同时说明叠合柱能以较小的直径满足既定承载能力的要求,比普通钢筋混凝土桩柱式结构具有更好的经济性和抗震性能。     

某连续刚构梁桥的弹塑性抗震性能分析

基于能力设计原理,对某连续刚构梁桥进行弹塑性地震响应分析.分别考虑桩-土作用与忽略桩-土作用建立有限元计算模型,采用刚度退化三线型模型,计算出该桥桥墩与桩恢复力计算模型的特征参数,在设防烈度与罕遇地震作用下,对其进行弹塑性地震反应非线性计算.研究结果表明:考虑桩-土作用对结构的平面内弯矩与弯矩曲率滞回曲线有较大影响,不可忽视.算例分析结果可为同类桥梁的抗震设计提供参考.     

基于非参数核密度估计的桥梁结构地震易损性分析

针对桥梁结构构件常用地震易损性分析方法的不足,提出桥梁构件地震易损性分析的核密度估计方法。基于结构地震易损性条件概率的基本定义,重新定义易损性函数,采用概率统计中的非参数估计的核密度估计思想,实现地震动和抗震需求的联合概率密度分布函数、地震动边缘分布概率密度函数的估计,据此构建桥梁结构构件地震易损性的核密度估计算法。用Bootstrap重抽样方法验证所提易损性算法的正确性和可靠性。以一座刚构-连续组合体系桥梁为例,结合桥梁结构抗震设计规范,构建基于OpenSees软件平台的有限元模型,考虑结构参数不确定性和地震动的不确定性,基于增量动力分析和核密度估计,分析桥梁构件的地震易损性。同时分别用结构易损性分析参数估计的最大似然估计法和概率地震需求分析法、非参数估计的蒙特卡罗法计算结构地震易损性曲线,对比讨论4种结构地震易损性分析方法的结果,验证所提方法的正确性和可靠性。研究结果表明:相同计算精度条件下,所提桥梁结构地震易损性分析的核密度估计方法具有较好的计算效率,可用于桥梁结构构件的地震易损性分析中。     

印尼雅万高铁隧道设计技术标准的选择研究

印尼雅万高铁隧道穿越火山堆积地层及高烈度震区。为解决隧道设计面临的中国设计标准对该项目的适用性、材料本地化、本地专业协会强审等问题,结合项目自然、社会和技术特性,通过对本地和国内外相关隧道标准的对比分析和计算比较,得到以下主要结论:1)通过对目标国技术标准研究,可以以中国铁路隧道技术体系为基础,结合项目技术特性合理选择使用设计方法。2)火山堆积地层隧道的围岩荷载计算,《铁路隧道设计规范》的计算方法是适宜的;火山土Ⅴ级深浅埋的标准,可按60 m进行界定;膨胀力按附加围岩压力的比值定量考虑。3)对于抗震计算标准,采用反应位移法和《城市轨道交通结构抗震设计规范》标准较为适宜。4)对于隧道防灾疏散救援标准,可采用中国铁路隧道标准;隧道钢材设计标准可采用本地材料的替代方案;隧道的红线用地和房屋拆迁应着重考虑私有制国家的社会特性;建筑物保护技术标准可采用中国经验。