基于ANSYS的桥式盾构受力及变形特征研究

为了得到桥式盾构变形受力规律,结合桥式盾构法施工实际工程,利用ANSYS有限元软件建立考虑盾构实际尺寸的三维框架精细化模型模拟盾构施工过程中变形受力变化规律,将计算结果与现场监测结果对比验证计算模型的合理性。研究结果表明:盾构纵向核心土高度对盾构受力变形影响较大,沿着盾构纵向随着核心土高度的减小,中柱和横梁变形很小,边柱变形较大,依次凸显出弹性地基梁、简支梁及悬臂梁的3种变形特点,其中悬臂情况对盾构受力最不利;盾构尾部边柱承受弯矩比盾构前部边柱要大很多,边柱内侧弯矩明显比外侧弯矩大,实际设计时应根据边柱内侧受力情况确定设计参数。     

大直径盾构隧道新型扩挖结构关键构件力学特征分析

结合北京地铁14号线?10m盾构隧道扩挖车站试验段工程,研究分析采用盾构中洞—边桩法扩挖修建地铁车站施工过程中结构体系的受力转换、受力行为及变化特征。通过地层结构数值模拟方法,动态分析确定盾构管片、边桩导洞、中导洞扣拱初衬及中柱等构件的内力和变形特征。研究结论可为类似工程的设计和施工提供参考。     

双跨无柱装配式地铁车站结构力学特性分析

为充分发挥装配式地下结构的优点,依托某工程地下二层岛式车站,设计了双跨无柱装配式地铁车站,并对因横断面跨度较大、接头连接刚度不易确定造成结构受力和变形较为复杂等问题展开研究.通过建立多幅地铁车站"荷载-结构"整体计算模型,计算分析装配式地下车站结构的整体变形、局部接头变形、结构应力和内力.分析结果表明:该双跨无柱装配式...     

地铁车站中庭方案结构探讨

介绍某地铁车站因站位设置及管线原因采用特殊的中庭方案,以获得良好的空间感觉。与一般标准车站相比,结构侧墙及柱受力不利,因此将车站简化为平面框架模型计算。得到的结构内力表明,结构侧墙及柱受力在规范允许的范围内,证明这种新颖车站形式是可行的。     

同深基坑开挖对紧邻地铁车站特性研究

紧邻地铁车站的深基坑开挖容易导致地铁车站的倾斜和混凝土开裂,以长沙地铁某车站为工程背景,运用MIDAS/GTS有限元计算软件对地铁车站柱、结构板和地下连续墙进行数值模拟。重点分析地铁车站柱、结构板和地下连续墙的内力和变形,总结内力和位移的一般变化规律,通过与现场实测对比,验证了深基坑开挖的安全性。     

地铁区间盾构井结构设计力学分析

沈阳地铁2号线南延线起点区间盾构井,其结构受力具有典型的空间特性,目前常用的平面框架模型在准确性及精度上给设计带来一定的偏差。文章建立了空间结构模型,对其进行整体受力计算分析,并对其框架梁、墙、柱等重要组成构件,在施工和使用阶段的受力特性进行深入对比和分析,提出了各结构构件在不同设计阶段的要点,对本区间盾构井结构进行了更经济、合理的设计。     

交通中心下方合建地铁车站主体受力特点分析

近年来,越来越多的地铁车站选择与城市交通枢纽建筑合建,以期节省投资和缩短工期。以我国西北某市一座与机场交通中心合建的地铁车站为研究对象,对其主体结构受力特点进行研究,以期为实际工程设计提供依据。交通中心通过转换梁和隔震支座,将上部结构荷载以点荷载的形式作用在车站框架柱和侧墙上,荷载数值差别大,因而选择Midas Gen进行车站整体三维建模,分析得到结构构件的内力和变形情况。通过分析结果可知,该车站内力除数值较常规标准车站偏大外,分布形式也有其鲜明特点;变形方面,因受力差异,车站两侧存在差异沉降,但满足规范要求。通过本文的分析,可以看出该地铁车站整体可视为上部结构的条形基础。     

火灾高温作用下钢筋混凝土框架梁温度内力实用计算方法

混凝土框架结构火灾高温过程中的内力计算复杂,温度内力计算是整个框架内力计算的基础。根据力学原理和混凝土高温性能特性,提出了一种计算火灾高温下钢筋混凝土框架梁温度内力的实用计算方法。该方法将受火高温梁简化成温度均匀的刚度等效截面,通过考虑柱提供的变形约束刚度和混凝土高温瞬态热应变导致的刚度降低的双重影响,来计算其升温时的温度内力。通过与有限元软件ANSYS的分析结果对比,表明该方法简单可靠。     

大直径盾构下穿既有地铁车站的施工模拟

大直径盾构铁路隧道下穿已经建成的某地铁4号线车站及近邻的地铁2号线车站,为确定设计方案可行性,保证车站结构安全及运营正常,采用三维有限元对盾构近邻施工过程及后期变形沉降进行分析。盾构外径11.97 m,与既有地下车站最近距离约4 m。通过三维模拟盾构掘进、同步注浆及管片脱出盾尾后受力情况,分析盾构施工对地铁的影响,提出降低施工影响的工程措施建议,为确定方案提供了依据。     

北京地铁9号线白石桥南站围护及盾构调头设计

主要从三个方面对白石桥南站围护即盾构调头设计进行了总结:(1)对换乘节点大尺寸基坑的两种主要设计方案进行了比选,指出了它们各自的优缺点;(2)车站施工场地狭小,通过合理的基坑开挖步序安排,有效地解决了施工场地不足的问题;(3)受车站施工场地及车站上方高压线的限制,大型起重设备无法安装,盾构调头只能在车站内进行,对站内调头方案进行了详细介绍,并指出了该方案的设计要点。     

双线地铁隧道盾构施工对地层与建筑结构影响研究

地铁隧道施工会对周围地层产生扰动,引起周围地层应力的释放和调整,从而导致相邻建筑物的不均匀沉降和倾斜,严重时甚至出现失稳和坍塌,造成重大损失.文章以杭州地铁3号线隧道穿越某新建中学的盾构施工为研究对象,利用有限元软件MIDAS GTS/NX,建立考虑隧道-土-锚杆-桩-建筑物相互作用的三维有限元模型,并通过三维数值模拟...     

钢箱梁施工对车站结构影响分析

介绍了深圳地铁2、11号线与广深港客运专线福田车站节点深南大道上立交桥钢箱梁的吊装施工方案,在已施工完毕的地下车站上通过吊车对立交桥进行了钢梁吊装施工。利用数值计算方法,对此吊装过程进行了计算分析,核算了主体结构不利位置的内力和变形,得到在主体结构上进行重载吊装对主体结构的影响结果,确保工程安全。     

延安火车站雨棚张弦梁随环境温度变化的结构性能研究

通过分析延安火车站雨棚张弦梁随温度变化的结构性能,得出“张弦梁可以在水平方向自由伸缩,则张弦梁结构的水平位移随温度变化而线形变化,而其它均随温度变化而变化很小;考虑滑动端支座不同的摩擦水平反力,则张弦梁结构竖向位移、索力、拱梁端部剪力、拱梁弯矩、拱梁中间轴力等均随温度变化而线形减小或增大。因此考虑滑动端支座水平反力的大小对张弦梁的变形、位移、内力等随温度变化的影响程度是设计中应该考虑的”。分析结果应用于延安火车站雨棚张弦梁结构施工中。     

超大直径盾构出井吊装对工作井影响研究

以济南黄河隧道南岸接收工作井盾构机出井吊装为工程背景,借助有限元分析软件,重点分析东线隧道贯通及吊装施工对黄河隧道南岸工作井的变形及受力影响。结果表明:(1)东线隧道贯通时,地连墙最大水平位移为-1.13 mm,主体结构最大水平位移为-0.92 mm;吊装施工时,地连墙最大水平位移为-1.06 mm,主体结构最大水平位移为-0.86 mm,受吊装荷载的影响,地连墙顶部出现向坑外的位移。(2)东线隧道贯通、吊装施工时环框梁的最大弯矩值为16325 kN·m,出现在第二道环框梁中部位置;受履带吊吊装施工超载影响,主体结构最大弯矩值为3915 kN·m,出现在东墙(竖向)支座处。(3)受隧道开洞及施工超载影响,主体结构最大弯矩值为2837 kN·m,出现在北墙支座处;受结构埋深影响,环框梁最大弯矩值为9634 kN·m,出现在第三道环框梁端部位置。盾构出井吊装方案可行,施工过程对工作井影响较小,能保证工作井安全;此外,在满足吊装要求的同时,履带吊应尽量远离接收井,以减小对主体结构的影响。     

西宁站站房大跨拱型桁架高空滑移技术研究

为了满足施工进度和吊装空间要求,西宁火车站屋面大跨拱型桁架采用高空滑移法安装。高空滑移法作为大跨度空间钢结构常用的施工技术具有施工作业面小、吊装就位准确性高、结构成型质量高等综合技术优势。但屋盖结构在整体滑移过程中结构的边界条件、荷载状态、内力分布均时刻发生着变化,且影响因素相互关联,因此需要对屋盖结构高空滑移的全过程进行计算分析。设计中利用有限元软件建立结构整体有限元模型,对西宁站站房屋面大跨度钢桁架在累积滑移施工过程进行全过程模拟分析,对屋面桁架和滑移过程中的支撑胎架的受力和变形进行全程监控和验算。     

新建地铁下穿既有城铁地铁同台换乘站改技术研究

新建成都地铁6号线下穿既有地铁2号线与成灌城际铁路同台换乘的犀浦站,为实现三线换乘,需要对犀浦站进行改造。本文分析了该站改工程的重难点,优化了站改方案,阐述了既有站房立柱的桩基托换技术;且在桩基托换和基坑开挖过程中,监测了周边地下水位、托换站房立柱及城铁桥墩的沉降。实践表明:通过优化换乘通道基坑开挖深度,可以做到城铁桥墩周边不降水,且桩基承载力满足要求;采用叠合梁被动托换技术对站房立柱进行托换,解决了新建换乘通道与既有站房立柱在空间上的冲突;这可为类似工程设计、施工提供参考。     

深基坑混合支撑体系设计改进

通过美兰机场隧道加宽段和车站深基坑的工程实践,研究应用了上部钢筋混凝土支撑、中部锚索支撑、下部钢支撑的混合支撑体系。采用FLAC软件,对基坑的开挖过程进行模拟,研究车站深基坑混合支撑围护结构的内力与变形规律,分析影响基坑稳定的主要因素,完善和丰富该类围护结构内力与变形的计算理论,验证本工程施工方案的安全及经济可行性,为今后类似基坑的施工设计提供借鉴。     

富水地层盾构掘进下近接桩-土力学响应分析

基于富水地层透水性强、土层强度低等特性,运用盾构技术进行隧道施工造成的土层变形、临近桩体扰动等负面现象尤为突显。为探明渗流影响下由盾构掘进引起的孔压变化、桩-土响应规律,以某盾构隧道工程为依托,采用有限元数值分析方法,阐明盾构隧道在流-固耦合作用下的孔压分布、桩-土内力及位移发展形式。研究结果表明:(1)与未考虑地下水作用相比,渗流场影响下的桩体与地表土层沉降明显加剧,其沉降最大增幅分别达32.18%、31.95%;(2)盾构隧道下穿建筑桩基施工,对桩体内力值影响较大,桩体下部轴力沿埋深增长并产生负摩阻力,较大程度地抑制桩体性能发挥;(3)隧道防水失效下,周边围岩内部孔隙水压力于1倍隧道直径范围内呈现剧烈衰减,并沿水平向出现明显孔压降压带。     

预制装配式地铁车站肥槽回填施工力学行为研究

依托长春地铁2号线袁家店站预制装配式地铁车站,利用MIDAS GTS NX软件建立单环地层-结构模型,考虑肥槽分级回填,分析回填不同材料时车站结构在位移、变形、内力等方面的变化趋势和分布规律,找出预制装配式结构的薄弱部位。结果表明:结构的薄弱部位主要集中在拱肩、拱脚及边墙底部;回填素混凝土与回填土相比结构内力和变形差异较小;拱脚处施加钢支撑可显著改善结构拱脚处的受力。研究结果可为预制装配式地铁车站的设计和施工提供参考。