地下结构专业抗震计算软件的开发与应用

在采用反应位移法和反应加速度法进行地下结构抗震设计时,考虑到在地震动参数确定、土层地震动反应、边界条件设置等方面存在的复杂性,采用VC＋＋开发面向道路隧道、地铁区间隧道、沉管隧道、地铁车站等地下结构的专业抗震计算软件SAUS。该软件由软件界面平台、建模前处理、抗震计算分析、结果后处理四部分构成。前处理功能可自动快速地完成建模、设定单元属性、施加荷载和设置边界条件等;抗震计算提供常用的多种圆形和矩形结构的反应位移法和反应加速度法的自动计算;后处理功能提供结构的位移和内力云图显示、结果数据查询以及自动生成计算书等。通过实际工程的应用,极大提高了地下结构在抗震设计方面的工作效率。     

基于一维土层地震反应分析轨道交通区间隧道横向反应位移法的抗震设计

反应位移法作为一种较合适的地下结构拟静力抗震分析方法,其等效动荷载的确定对地下结构抗震结果的影响较大。借助一维土层地震反应分析,获得土体在地震动荷载作用下的动力反应,从而取得地下结构顶底标高处产生最大相对变形时刻的荷载参数,并以此作为确定反应位移法等效动荷载的依据。结合上海轨道交通圆形区间隧道工程实例,阐述了具体抗震分析过程,可为地下交通隧道结构的抗震设计提供借鉴。     

地下结构抗震设计方法的比较与分析

在日本阪神大地震中,地下结构遭到了严重破坏,因此地下结构的地震反应及抗震设计和安全性评价越来越被重视。首先采用矩形地下结构的两种抗震设计方法——拟静力法和反应位移法对北京地铁北宫门车站进行了抗震计算,并使用计算软件FLAC4.0对北宫门车站进行了时程分析,发现拟静力法对地震荷载过于简化,致使其过低估计了地震对地下结构的影响;而反应位移法较合理地反应了地震荷载对地下结构的影响;地震中的惯性力对地下结构的内力影响不大,地震剪应力对结构的内力影响最大;并且,通过软件FLAC时程分析,得到的位移等反应规律与反应位移法的假设相同,计算得到的弯矩值与采用反应位移法计算得到的弯矩值相近。因此,推荐首先采用反应位移法进行地下结构的抗震设计。     

强震作用下支护-结构一体化管幕预制法地铁车站地震响应研究

地下工程支护-结构一体化管幕预筑法是一种全新的暗挖施工方法,改变了传统暗挖法先加固、后支护、最后施作主体结构的施工步序,将加固、支护、主体结构合为一体并一次建造成型。目前有关地下结构抗震问题方面的研究主要以分析传统施工工艺施作而成的地下结构地震响应问题为主,缺少对地下大断面管幕预筑法结构的抗震研究。文章基于有限差分软件FLAC3D,研究了管幕预筑法地铁车站的地震响应规律,结果表明:(1)在强震作用下,沿管幕车站结构高度各测点相对水平位移呈倒S型规律;(2)地震作用下车站结构应力值相对较大的位置主要集中在各管幕的连接处、中板与管幕的连接处、管幕与底板连接处;(3)与单向地震作用相比较,双向地震作用下车站结构的加速度和最大水平应力值均有所增加,水平位移、相对水平位移有所减小。     

浅埋单拱大跨无柱车站抗震分析研究

文章简要阐述了地铁抗震分析常用计算方法的优缺点及适用性,并结合青岛地铁4号线人民会堂站实际情况建立有限元模型,计算分析地震荷载作用下车站动力特性,通过对比结构各点内力及位移,结果表明:(1)反应位移法、反应加速度法计算地震响应结果普遍比时程分析法大,且车站刚度越大,偏差越大;(2)鉴于E3状态下结构弹塑性本构误差较大,对于截面变化不大、地层较为简单的车站弹塑性层间位移可采用弹性层间位移乘以延性系数;(3)惯性力法计算普遍比反应位移法小,但当车站惯性力起主导作用(即车站刚度相对于土体很大)时,惯性力法与反应位移法计算相差不大;(4)青岛车站基本位于花岗岩中,结构动力响应90%是由剪切力引起,不同于昆明、常州、郑州等土体抗震分析结果;(5)地铁结构层间位移角随车站埋深增大而增加,随矢跨比、围岩弹模、二次衬砌厚度增加而减少,但其中二次衬砌厚度对层间位移角影响最小,车站埋深影响最大。     

上海轨道交通8号线、6号线淮海路站换乘节点结构设计

介绍上海轨道交通8号线淮海路站南端头井换乘节点结构设计,南端头井为地下三层结构,既作为8号线与6号线同车站T型换乘节点,又作为盾构调头工作井,施工采用“一明三暗”逆筑法,在工作井内力计算中,考虑地下墙幅间接缝来模拟墙板的实际受力情况,使计算更加合理,为今后类似工程积累经验。     

中庭式地铁车站结构地震动力响应机制分析

随着建筑功能需求的多样化,出现了中庭式地铁车站结构型式。为引入自然光,中庭式地铁车站结构顶板、中板的中部去除,设置横梁代替;并且为了扩大空间,地下一层不设柱,地下二层设置扁柱,这些特征使中庭式车站地震动力响应异于传统车站。文章通过中庭式地铁车站土-结构1/30缩尺模型振动台试验研究,探究不同峰值、频谱地震动作用下场地土体的放大衰减效应、结构的加速度、动力应变响应,并分析地震动力效应对结构内力的影响,为中庭式车站结构抗震设计提供参考依据。     

盆地面波效应作用下地铁车站动力响应分析

为探究浅埋地下结构在盆地面波效应作用下的地震反应特性,文章以北京某两层两跨箱型框架结构地铁车站为工程背景,利用FLAC有限差分软件,针对盆地面波效应作用与单一地震波作用下地铁车站的动力响应进行了分析对比。分析结果表明,在盆地面波效应作用下地下结构的动力响应有明显的放大作用,且随着地下结构深度的增加,相应部位的放大系数有所减小;在盆地面波效应作用下没有改变原有地下结构抗震薄弱点位置;在盆地面波效应作用下,地震波的地震动特性对地下结构的影响起着非常重要的作用。     

中庭式地铁车站结构地震动力响应机制分析北大核心CSCD

随着建筑功能需求的多样化,出现了中庭式地铁车站结构型式。为引入自然光,中庭式地铁车站结构顶板、中板的中部去除,设置横梁代替;并且为了扩大空间,地下一层不设柱,地下二层设置扁柱,这些特征使中庭式车站地震动力响应异于传统车站。文章通过中庭式地铁车站土-结构1/30缩尺模型振动台试验研究,探究不同峰值、频谱地震动作用下场地土体的放大衰减效应、结构的加速度、动力应变响应,并分析地震动力效应对结构内力的影响,为中庭式车站结构抗震设计提供参考依据。     

轨交地下车站复合墙内部结构设计探究

复合墙结构是轨交地下车站中最常用的结构形式之一,本文根据复合墙地下车站平面结构受力特点,对其采用的计算模型和荷载工况进行了分析和研究,并结合工程实例进行了具体分析,旨在使此类结构设计分析更趋合理、可靠。     

地下墙围护结构质量问题的分析和探讨

地下墙是软土层轨交地下车站常用的围护结构,上海轨交地下车站一般采用叠合结构。通过对地下墙接缝渗漏、夹泥露筋、内倾占内衬等影响施工质量因素的分析,提出了具体的防治措施,以求地下车站地下墙的防水质量和结构耐久性更好。     

地下工程逆筑法施工深基坑支护结构总量法与增量法的计算比较分析

地下工程分阶段计算支护结构内力时,需要考虑各施工阶段间受力的继承性。结合上海轨道交通12号线漕宝路站工程,采用有限元分析,对车站标准段深基坑支护结构分别采用总量法及增量法进行计算、比较和分析,旨在为同类型工程的基坑支护结构设计分析提供借鉴和参考。     

地下结构抗震减震措施与研究方法探讨

由于地下结构一直被认为有较好的抗震性能,所以对其抗震减震的理论研究较少,实际工程中采取的抗震减震措施仅仅停留在经验阶段。通过对地下结构抗震减震措施及其分析方法进行研究,对目前地下结构的震害特点、抗震减震措施和理论分析方法进行了归纳总结。分析表明,地下结构的破坏过程主要受地震位移场的控制,与加速度场的关系不明显,所以应尽快修订《铁路抗震设计规范》中有关隧道抗震部分的条文;高烈度地震区的隧道抗震减震措施的耦合技术、减震机理与随机响应分析及动力可靠度的关系、洞口结构抗减震技术以及不同地震烈度下的设防长度、基础处理技术和减震层参数之间的联系等方面需加强研究。这些成果将为高烈度地震区进行的隧道设计和施工提供理论依据。     

软土地区轨道交通地下车站轨排孔结构设计与分析

在调研软土地区轨道交通运营线路轨排孔现状的基础上,对设置轨排孔的车站位置、车站形式、车站主体结构型式、轨排孔大小和数量、轨排孔结构处理等进行了分析和总结。采用三维有限元软件对地下二层双柱三跨车站的轨排孔设置进行结构计算,通过与未设置轨排孔的结构计算结果进行对比,分析和研究轨排孔设置对车站结构内力的影响,以期为其他类似工程提供参考和借鉴。     

反应加速度法中地震动参数的修正研究

文章采用结构变形和自由场变形之间的相互作用系数修正反应加速度法中的地震动参数,近似考虑结构存在对场地地震动参数的影响,进而得出了修正的反应加速度法。为了验证该方法的适用性,设定某种地质条件下的典型圆形盾构隧道为基准模型,使用反应加速度法、修正方法、时程法计算衬砌刚度变化时的结构内力。结果表明,若以时程法为准,修正方法可提高反应加速度法的精度,且对设计中关注的弯矩精度提高最大。     

地下连续墙支撑布置的探讨

地下连续墙作为地下基坑围护加上钢支撑的围护体系已被广泛用于建造地铁车站，在考虑支撑布置设计中，本文就外部条件和基坑宽度、深度等参相同的情况下，对三道支撑和四道支撑二个方案在计算地下连续墙弯矩、位移和支撑轴力等方面进行对比，其结构配筋基本接近。，     

印度与中国桥梁抗震设计规范对比

为研究印度桥梁抗震设计规范,为后续工程项目提供参考,对该规范进行了介绍,对设防标准、场地类别、地震动峰值加速度和反应谱计算的规定与中国规范进行对比分析,并依据实例对中印两国的设计反应谱进行计算。对比后发现,印度桥梁抗震设计规范在设防标准上要求较中国规范偏低,荷载组合、场地类别、地震动峰值加速度重现期、设计反应谱特征周期等存在不明确的地方。印度规范水平弹性反应谱普遍接近中国规范E1反应谱,明显小于E2反应谱。     

浅析《上海轨道交通地下车站防排水专册》

轨道交通地下车站渗漏水问题始终是车站结构设计的重要内容。结合上海地质条件和地下车站建设工程的管理经验,首次在上海轨道交通13号线一期工程中,将车站治理渗漏水作为防排水体系进行有针对性的专项设计,形成《上海轨道交通地下车站防排水专册》,从而进一步规范和完善了车站结构治理渗漏水技术。这可为类似工程提供借鉴。     

河底零覆土轨道交通地下车站叠合式结构防水技术研究

在轨道交通工程中,地下结构的防水效果直接影响到结构的使用功能和安全,特别是当采用叠合式结构的地下车站位于零覆土的河道下方时,结构防水体系的设计和施工是一个值得研究的课题。结合上海轨道交通18号线长江南路站工程,从防水材料与防水构造两个层面介绍和分析了河底零覆土叠合式结构地下车站的防水技术,可为类似工况条件下的轨道交通地下车站工程提供技术借鉴。     

考虑施工过程的大直径圆形地下连续墙计算研究

文章以平南三桥北岸地下连续墙为工程背景,研究施工过程对地下连续墙设计的影响。结果表明,是否考虑施工过程这一因素对地下连续墙的受力和变形有显著影响。为确保结构安全,建议采用增量法考虑施工过程对地下连续墙进行设计计算。