新建沈阳南站东西子站房连体结构设计

研究目的:新建沈阳南站东西子站房屋顶网架结构支座落在两个塔上,使整体结构成为连体结构,结构受力复杂,本文旨在研究屋顶网架采用不同支座形式结构整体受力的特点,确定合适的网架支座形式。研究结论:通过对东西站房屋顶网架支座形式采用双向弹簧支座和固定铰支座进行结构整体受力的对比,计算分析表明采用双向弹簧支座后,可以有效地减低屋顶网架结构对支承框架柱的水平推力,并且温度应力大大减小。本文还进行了罕遇地震下的时程分析,得到了网架支座在罕遇地震作用下的最大变形量,选用的双向弹簧支座允许变形量应能满足罕遇地震作用下的最大变形量。     

弹性支承圆弧钢浅拱弹塑性极限承载力分析

实际工程中许多拱结构支承于其他结构之上,下部结构对拱脚的约束并非完全刚性,在这种情况下拱脚约束可以简化为水平和转动弹性约束。采用ANSYS有限元分析软件,在考虑初始缺陷、几何非线性和材料非线性的基础上,针对工字形截面水平和转动弹性支承圆弧钢拱进行了参数化分析。研究了不同荷载工况下水平和转动弹性支承拱的弹塑性极限承载力、极限状态下拱脚的支座位移,对已有的设计公式进行了修正。     

摩擦摆支座隔震连续梁桥抗震分析的简化计算方法

根据摩擦摆系统的简化力学模型,给出了考虑桩土效应、桥墩刚度以及支座非线性的摩擦摆支座减隔震桥梁抗震简化计算方法。对一座预应力混凝土梁拱组合桥的纵桥向减隔震性能开展研究,分析了在不同的支座设计参数下结构的等效刚度、等效阻尼、等效周期等物理参数。建立连续梁桥的等效单自由度振动模型,计算支座设计位移、桥墩剪力、弯矩及轴力。与有限元模型的精细化模拟结果对比可知,本文所提出的简化算法具有较好的计算精度,能够用于研究桥梁纵向的抗震性能。     

兰新铁路西宁站弹性边界条件钢结构楼梯设计研究

针对目前大型火车站常用的大跨度钢楼梯结构采用独立计算模型与站房结构联合计算模型进行分析对比,揭示了楼梯结构在考虑支座复杂边界条件下杆件内力及自振特性的差异。结果表明,支座刚度对楼梯结构的内力及自振特性影响显著,是结构设计中不可忽略的重要因素。同时,建议类似工程楼梯结构设计应采用与主体结构联合分析的方法,以获得在复杂边界条件下楼梯结构真实的力学响应。     

站房改造钢网架屋面柔性吊索支托法的研究

研究目的:为了加快施工进度、降低造价,同时也为了减少站房改造对社会的影响、体现绿色环保、保持老站房历史建筑风貌,有时需要在不拆除既有站房屋盖的前提下,对其下部结构进行局部改造和加固。本文根据钢网架屋面结构自重较轻的特点,以重庆江北龙头寺站既有站房改造为例,对用柔性吊索对既有站房屋盖进行支托,进而对下部结构进行改造的柔性吊索支托法进行研究。研究结论:(1)柔性吊索支托法,充分利用了钢网架屋面较轻的特点,对支撑网架支座的弧形梁采用主动加载的方式控制与调整屋面钢网架支座位移,辅以量测监控手段和反馈设计,能更有效的控制网架构件内力,避免了屋面钢网架结构的拆除与重建,可节约4个月工期和550万元造价;(2)更加符合绿色环保的理念,与传统临时立柱支托法相比,可节约645万元;(3)当需要保存老站房历史建筑风貌、或考虑到社会影响等其他原因而无法采用拆除站房屋面钢网架结构时,采用柔性吊索支托法可以实现在保留屋面钢网架结构的前提下对下部结构进行改造加固。     

轨道交通车辆基地网架结构设计要点分析

车辆基地厂房的工程造价占基地总工程费用比重较大,其结构设计直接影响到车辆基地工程造价的经济性,为保证厂房结构安全、适用、经济,对轨道交通车辆基地厂房常用结构形式进行对比分析,选择目前常用的网架结构作为研究对象,分析支撑柱距、网格尺寸、简支或连续的选择、结构找坡、端部高度对其用钢量的影响,并对计算模型的选择进行分析。分析结果表明:车辆基地网架屋盖选用9 m支撑柱距、较大的网格尺寸、连续网架结构起坡排水、网架端部高度取其跨度的1/15~1/20时,结构经济合理、用钢量小;实际工程中可采用等代梁或等效弹性板法模拟网架结构;目前常用工程设计软件已有条件建立混凝土结构与网架的整体模型,此模型可准确反映网架与下部支撑结构的整体协同作用,计算结果更符合工程实际,建议推广使用。     

轨下支承失效对轨道结构动力性能的影响

通过建立车辆轨道耦合动力学模型,分析了普通整体道床、弹性支承块与浮置板三种轨道结构轨下支承失效后的动力响应。结果表明:轨下支承失效对列车通过时轮轨系统动态响应的影响较大;随着轨下支承失效个数的增加与列车运行速度的提高,轨道结构的位移、支座反力、轮轨力的动力响应都将显著增加。     

弹性支承下大跨连续梁桥车桥耦合振动响应分析

为探讨弹性支承下梁桥车桥耦合振动响应,用弹簧-阻尼单元模拟支座,采用9自由度三轴空间整车模型,以三跨连续箱梁桥为研究对象,建立车桥耦合方程,利用ANSYS软件二次开发语言APDL进行仿真分析。研究分析了在弹性支承下,支座刚度、路面不平整度、车速以及行车间距对大跨连续梁桥车桥耦合动力响应的影响。研究结果表明,当支座刚度较小时,支座刚度变化对桥梁动力响应的影响较大,而当支座刚度较大时,支座刚度变化对桥梁的动力响应较小;路面等级越低,桥梁振动频率越趋向于低频化,当与桥梁固有频率接近时,动力响应尤为激烈;车速与行车间距对跨中挠度影响不大,对冲击系数与加速度幅值有较大影响,控制行车速度,保持良好车距可以有效减少车桥耦合振动响应。     

地下水路堑段槽型挡土墙设计若干问题的探讨

对于地下水路堑段槽型挡土墙,铁路设计人员一般采用边墙简化为悬臂梁、底板简化为弹性地基梁的结构计算模型。一个整体结构简化为两个分离的构件,计算模型本身存在一定的缺陷,一些设计者对此不甚了解;在边墙土压力计算理论的选择、边墙外侧活荷载侧压力的计算、抗浮措施的确定、抗浮稳定安全系数的选取、地基压缩模量的选用等方面也存在疑惑。通过多个荷载组合工况的内力及位移计算,结合国内外标准的有关规定,探讨了结构计算模型的合理性以及弥补其缺陷的措施,提出了设计参数选取的优先方向,得出如下结论:在地下水位较高时,弹性地基梁链杆出现负反力是其最大的缺陷;边墙位移小于产生主动土压力所需位移,土压力计算采用静止土压力更为合理,同时可以减小链杆负反力,弥补弹性地基梁模型缺陷;边墙外侧活荷载宜按非主可变荷载单独计算其侧压力,不宜合并入土压力;抗浮优先考虑底板外延方式;抗浮系数在限制结构重要性系数不小于1.0的条件下取1.05;弹性地基梁模型对地基压缩模量取值不敏感。     

人字形微型桩内力计算方法

基于弹性地基梁的微型桩内力计算方法中有一种是假定上部为钢架,滑面处为固定支座,传递弯矩和剪力,滑面以下桩体按弹性地基梁法计算。本文所选微型桩同样采用组合结构计算,同时考虑滑面处变形协调,把弹性地基梁的位移和转角作为上部结构的支座位移,考虑位移对内力的影响。针对微型桩滑面处弯矩,基于FLAC3D程序,建立简化的微型桩数值计算模型,提取桩的内力并绘制弯矩图,数值模拟结果与考虑变形协调后的弯矩图更接近。     

预留物业开发条件下地铁车站的结构设计

研究目的：通过对上海轨道交通9号线松江新城站结构设计和计算，总结出城市轨道交通预留物业开发条件地下车站结构设计的几条经验，为今后类似工程的设计提高参考。 研究方法：车站基坑围护桩根据各开挖工况按竖向弹性地基梁计算，并计入围护结构的先期位移值以及支撑的变形，上部结构由车站地下一层结构和结构底板下桩基联合组成复合深基础，车站结构分别按横向、纵向弹性地基上的框架进行计算。 研究结果：松江新城站基坑开挖过程中围护桩变形较小，各项监测数值均在允许范围内，车站整体刚度较好，结构整体沉降量较小，没有出现不均匀沉降。 研究结论：地铁车站作为上部物业结构基础的一部分与桩基础共同承担上部荷载的设计方法是可行的，对于地铁车站与桩基组成的复合基础，设计中还有许多问题值得探讨，这是今后工作的研究方向。     

车站端头井内部盾构调头施工过程结构的计算分析

在明挖车站端头井内部进行盾构调头时,为保证盾构调头的技术距离要求,影响盾构调头的框架柱必须在盾构调头完成后浇筑.由于主要受力构件框架柱的施工次序的改变,将导致纵向框架梁的内力发生变化.当框架梁截面刚度较小时,内力的变化会使框架梁产生较大并且不可恢复的位移和变形,从而影响车站内部结构后期的正常使用.因此,重点分析计算与控制盾构调头过程中的框架梁受力和变形,是同类型车站的设计重点.     

基于惯导的移动三维测量技术在地铁保护区变形监测中的应用研究

在地铁保护区变形监测中,水平位移和沉降作为重要的监测内容,通常用全站仪和水准仪测量,其测量精度高,应用比较广泛,但是该手段仅能对布设有监测点的区域进行监测,无法掌握隧道整体的变形情况。本文提出基于惯导系统的移动三维测量技术,通过在隧道内布设基准网,配合Lidar控制点绝对坐标传递,对惯导系统的累积误差进行修正,最终得到隧道结构三维点云模型。依托杭州市某地铁区间三维扫描项目,采用不同间距的控制点对惯导系统的累积误差进行修正,经与全站仪测量值对比,结果表明:移动三维测量技术的水平位移和沉降监测精度与隧道线型有关,当隧道为直线有坡度环境时,其水平位移监测精度比较稳定,基本保持在0.76 mm左右,沉降监测精度随控制点间距增大而降低,最优可达0.72 mm。     

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。     

基坑开挖对邻近高铁路基变形影响的预测方法研究

依托软土地区某典型基坑工程,研究基坑开挖对邻近高铁路基变形影响的预测方法。结合该工程土体修正摩尔–库伦模型参数,建立96个不同工况下的有限元模型。通过对有限元计算结果的分析和拟合,推导能够综合考虑基坑开挖深度、支撑系统刚度和基坑距路基坡脚距离3个因素的高铁路基最大水平位移和最大沉降的简化计算公式,提出受基坑开挖影响的路基水平位移、沉降的预测曲线,并给出相应的预测流程。结果表明:在双对数坐标中,当基坑距路基坡脚距离相同时,路基最大水平位移与开挖深度的比值(δhmax/H)、路基最大沉降与开挖深度的比值(δvmax/H)均与支撑系统刚度ρ基本呈线性关系;可用图10中的折线ABC、图13中的折线DEFG分别预测路基水平位移、路基沉降;简化分析方法能较好地预测软土地区类似依托工程土层条件下受基坑开挖影响的高铁路基变形。     

接触网支柱装配调整计算数学模型及简化算式

支柱装配调整计算是电气化铁路接触网新建、改造施工和运营维护作业中的一个重要的计算项目。本文 以接触网支柱装配计算原理为基础,建立了接触网支柱装配调整计算的数学模型。在对数学模型进行数学变换 和数学分析的基础上,得出了适用于作业现场计算的简化算式。实践应用和对比计算证明,采用数学模型计算, 结果精确,适用于计算机编程计算;采用简化算式计算,方法简单,适用于在施工现场进行手工计算;这两种方 法均能满足支柱装配调整施工一次到位的要求。     

黄土地区基坑近接施工变形控制标准数值模拟研究

为得到湿陷性黄土地区基坑近接既有地铁结构的位移规律和控制标准,基于西安地铁5号线车站基坑临近区间隧道和车站施工,采用数值模拟手段,分析不同净距状态下新建基坑开挖引起的地表位移、新建基坑结构位移及既有结构位移,研究新建基坑开挖对既有车站、既有隧道的影响。结果表明:地表沉降值仅在新建基坑与既有结构之间的范围受水平净距影响较大,新建基坑围护结构位移仅在与既有结构邻近的一端受净距影响较大;既有结构向着新建基坑方向发生整体水平移动,且随着净距减小,水平位移增加;应尽量避免净距小于12 m的情况,当净距为18 m时,应控制新建基坑与既有结构邻近侧围护结构的水平位移最大值在15 mm以内。     

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。