上软下硬地层大跨度车站抗震风险控制分析

为研究处于上软下硬地层的大跨度地铁车站在地震作用下的安全性,文章基于 Midas GTS 对大连地铁 5 号线后关村站进行平面静力计算和平面抗震时程分析,在时程分析中分别对设防地震 E2 和罕遇地震 E3 作用下地铁车站的动力响应进行计算分析。用数值模拟的方法合成地震动时程,作为场地土层地震反应分析的地震动输入值。分别采用 50 年超越概率为 10% 和 2% 的3 条样本加速度时程曲线进行动力计算。结果表明：在设防地震作用下,结构最大层间位移角均小于 1/550,可以认为结构处于弹性工作阶段;在罕遇地震作用下,所有车站弹塑性层间位移角均未超过 1/250 的限值,可以认为结构局部处于弹塑性工作阶段;地下车站结构满足抗震设防要求,且地震工况对构件截面尺寸和配筋不作控制,抗震设计的重点是加强抗震构造措施。     

青岛某地下三层车站结构抗震设计对比分析

随着我国地下工程的大规模修建以及近年来地震灾害的频繁出现,在地铁结构设计中,抗震计算日益成为设计内容不可或缺的重要组成部分。为研究地震作用对地铁车站结构的影响,以青岛市某明挖三层地铁车站为工程背景,建立车站带外挂双层风道断面计算模型,应用Midas数值模拟软件,采用反应位移法和时程分析法对结构的地震作用进行计算,就地震作用下结构的内力及变形规律进行研究,并对比分析静力作用及地震作用的结果。结果表明:车站结构除个别位置为地震工况控制点外,其余位置地震作用均为非控制因素,地下结构的设计满足运行安全、经济合理的要求;抗震设计的重点是按抗震设防要求加强结构的构造措施。研究分析方法可为类似工程的设计提供参考。     

基于《城市轨道交通结构抗震设计规范》的地铁地下结构抗震设计问题探讨

GB 50009—2014《城市轨道交通结构抗震设计规范》的颁布为我国城市轨道交通结构的抗震设计提供了技术标准。如何理解和运用该规范是做好地下结构抗震设计的基础。针对该规范,通过与地上民用建筑抗震设计相关参数的对比分析,重点对地铁地下结构的抗震设防目标及水准、地震动参数及抗震措施等方面进行了探讨。结果表明:对于一般的地铁地下结构可遵循"两水准、两阶段"的设计思路;结构抗震设计地震动参数的选取应与其设计基准期一致;结构抗震等级应通过结构形式、结构高度、地震烈度等综合考虑确定,并根据不同抗震等级来进行结构抗震措施的调整;应明确地震作用效应调整方法,尤其针对地下区间矿山法马蹄形和盾构圆形隧道,应给出更为具体的抗震构造措施,以完善地铁地下结构抗震措施的可操作性。     

地铁盾构隧道与矿山法隧道接口段抗震计算研究

为确保地裂缝条件下地铁盾构隧道与地裂缝设防段矿山法隧道接口抗震设计满足要求,采用数值模拟与理论分析相结合的方法,针对西安地铁5号线某区间盾构隧道与地裂缝设防段矿山法隧道接口部位进行横向地震作用时程分析,并与横向地震作用的反应位移法结果进行对比,结合现有理论及规范,分析地铁隧道接口处的抗震性能及合理的计算方法,发现对于结构断面形式突变的地下结构,宜采用反应位移法进行强度及变形计算,同时采用时程分析法进行校核,明确了不同断面接口两侧隧道横向剪切刚度的差异是导致位移与变形差异的主要原因,同时提出减震层、管片柔性结构与弹性垫圈、变形缝以及加强钢筋与后浇环梁等抗震措施,在高烈度地区还可考虑将矿山法隧道设计为圆形或类圆形断面以提高整体抗震能力,研究结论可为类似工程提供参考。     

明挖地铁车站抗震设计内力分析方法比较

目前对地下结构的地震反应和抗震设计越来越受到重视。地铁车站在地震作用下的安全性至关重要。首先采用地铁车站常用的抗震设计方法——地震系数法和反应位移法对一个地铁车站实例进行了抗震计算,然后采用ANSYS软件对该车站进行了时程分析。比较了3种计算方法得到的内力结果,并分析了其在配筋中起到的作用。     

站台有柱雨棚结构抗震性能化设计分析

通过对铁路站台有柱雨棚"Y"形钢筋混凝土结构典型单元的抗震全过程分析,证明其按《建筑抗震设计规范》"两阶段设计"难以满足"三性能水准"的设防目标,调整结构侧向刚度来实现满足抗震性能化设计的"两阶段设计"。既便于结构设计,又能保证结构在中震下的可修复性和罕遇地震作用下的安全性。     

跨断裂地铁隧道地震动力响应特征研究

研究目的:活动断裂在我国分布较广,然而在长距离工程选线及设计中,线路往往会穿越或邻近活动断裂带。断裂粘滑作用常造成地震发生,加之地震动力作用下地铁隧道的地震响应和受力变形问题又是隧道设计的重点和难点,因此本文对地铁隧道跨越活动断裂进行地震荷载时程分析,从定量角度研究跨断裂地铁隧道地震动力响应特征。研究结论:(1)地表断裂位置处PGA放大系数最大,向两侧逐渐减小,具有典型的上盘效应;(2)地震作用改变了断裂附近隧道结构接触压力,在地震过程中,拱顶最大接触压力在上盘增大下盘减小,而拱底最大接触压力在上盘减小下盘增大,接触压力的主要变化范围在上盘40 m和下盘30 m范围内;(3)地震荷载下断裂附近隧道结构拱顶轴力在上盘增大下盘减小,而拱底轴力在上盘减小下盘增大,此外,在断裂位置处隧道结构弯矩和剪应力数值明显增大;(4)基于地震作用下跨断裂地铁隧道内力显著变化范围,给出了地震动力作用下跨断裂地铁隧道的纵向设防长度建议值为上盘40 m、下盘30 m,在此区域内应采取设置减震层、加固围岩和采用柔性接头等抗震设防措施;(5)本研究成果可为跨断裂地铁隧道抗震设防提供科学参考和理论依据。     

长悬臂岛式地铁高架车站抗震性能研究

针对某长悬臂岛式地铁高架车站的抗震性能,采用振型分解反应谱法对钢混组合结构横向独柱高架车站、钢混组合结构横向双柱高架车站和预应力混凝土结构高架车站3种结构形式进行地震作用计算及分析。基于整体建模和结构性能设计理念,比较不同结构形式下长悬臂地铁高架车站结构在地震作用下的结构整体受力性状、位移变形及墩柱和悬臂构件的延性比等关键指标,得出长悬臂岛式地铁高架车站的设计性能控制条件。研究结果表明:钢混组合结构可以有效降低结构的地震力,具有优越的抗震性能。以期为现行地铁高架车站的性能设计提供理论指导与参考。     

高架车站设计中的三种抗震规范参数比较

比较了《建筑抗震设计规范》、《城市轨道交通结构抗震设计规范》和《铁路工程抗震设计规范》在高架车站设计中所用地震参数的异同,包括地震重现期、反应谱曲线构成、衰减指数等,得到《城市轨道交通结构抗震设计规范》对多遇地震下低烈度区软弱场地的地震作用提高最多,比《铁路工程抗震设计规范》约提高30%,比《建筑抗震设计规范》约提高80%。通过某场地条件下高架车站墩柱截面设计比较,得到《城市轨道交通结构抗震设计规范》比《建筑抗震设计规范》圬工量提高20%。     

高墩大跨连续刚构铁路桥抗震可靠度分析

考虑结构参数随机性的动力可靠度是桥梁抗震研究中的重要问题.本文基于随机分析的响应面理论和规范反应谱方法,提出一种分析具有随机结构参数桥梁抗震可靠度的方法.通过拟合的多项式函数来近似替代表示结构随机输入与输出变量之间作用关系的功能函数,按照结构的破坏准则及其极限状态方程,进行可靠度分析.运用该方法研究高墩大跨连续刚构桥在地震激励下设计基准期内的动力可靠度,分析时考虑结构参数和场地土的随机性,分别计算连续刚构在多遇地震、设防地震和罕遇地震作用下的失效概率,得到结构在设计基准期内,"三水准设防标准"条件下的地震可靠度.结果表明,该桥设计满足抗震规范要求.     

城市轨道交通桥梁抗震设计与研究

以城市轨道交通设计实例为主要依据,结合相关规范,根据能量转换原理对轨道交通桥梁抗震设计进行研究。结论为:减小结构体系刚度和加大能量输出是降低结构地震动响应的有效方法。通过控制结构尺寸、设置塑性铰和减隔震支座等方法可以有效降低结构体系刚度;通过设置防震挡块,高阻尼支座等能够加大能量输出。实际震害表明,罕遇地震作用下,抗震计算无法得到结构响应的精确值,结构的内力和变形特征难以把握。根据桥梁破坏机理,通过概念设计才是达到罕遇地震作用下结构抗震性能目标的首选方法。     

城市轨道交通高架桥无缝钢轨的抗震作用

从轨道桥梁的抗震结构体系入手建立城市轨道交通全桥三维模型,准确模拟两个最重要的边界条件:一是钢轨在轨道桥梁抗震中的作用;二是在罕遇地震下的桩土相互作用,引进美国工程界比较流行的P-Y曲线法。深入分析了无缝轨道在轨道交通高架桥梁抗震的作用,结果表明顺桥向钢轨对桥梁有明显的约束作用,造成墩顶位移的减小。在城市轨道桥梁建模分析中,应该包括钢轨对整体结构的影响,并将钢轨向两侧延长。     

地铁盾构垂直下穿加油站风险分析及控制措施研究

随着城市轨道交通线网加密及地下空间不断开发,后建线路不可避免需要下穿加油站等地下构筑物.以武汉市轨道交通7号线某盾构区间垂直下穿某加油站为背景,对地铁盾构下穿加油站风险及相应风险控制措施进行研究.利用Peck公式及有限差分分析方法对盾构下穿过程进行计算,预测盾构下穿加油站过程中油罐室变形;考虑油罐室爆炸极端情况,对隧道...     

基于不同基础模拟方式的钢-混凝土组合高架独柱车站抗震分析探讨

高架车站是一种"站桥合一"的结构,它既是建筑,也是轨道交通结构的一部分。对于独柱长悬臂高架车站而言,其结构抗震冗余度低,抗震分析尤为重要。钢-混凝土组合独柱车站结构是一种新型结构体系,其构件尺寸小,自重轻,有更强的抗震变形能力,它在地震作用下的具体表现值得研究。民用建筑设计规范和城市轨道交通设计规范对高架车站计算中的基础模拟有不同规定,有必要对不同基础模拟方式下的抗震分析结果进行探讨。通过具体的工程实例,建立多个比较分析模型,分析不同基础模拟方式之间的计算结果差异,给出设计建议。其一,由于独柱结构在地震作用下的扭转效应,需要特别关注边部构件的设计;其二,基于独柱结构的特殊性,设计应考虑桩土共同作用,对于土弹簧的不同取值应进行包络设计;其三,对于独柱结构的主要构件应进行抗震性能化设计,独柱墩的性能目标建议为大震斜截面弹性、正截面不屈服。     

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。     

土岩复合地层地铁车站结构抗震分析研究

为研究土岩复合地层地铁结构在地震作用下的受力状态和变形规律,结合大连市某地铁车站工程,采用Midas GTS有限元数值软件,建立三维模型进行动力时程计算,研究结果表明:地下结构跨越土岩分界面地层比在均匀土层中的受力更加复杂,是结构抗震的薄弱部位;结构侧墙各测点的位移随着土岩分界面埋深的增加而增加,在结构底板位置位移达到...     

浅埋车站端厅空间设计及自然光引入研究

地铁车站站型多为地下结构,车站的通风采光模式为机械设备通风和人工设备照明,同时全地下结构型式的车站土建投资相对较大,高架车站和地面车站的建设对城市的区域交通和区域景观会造成一定的影响.通过分析4座已建成投入运营的轨道交通"浅埋明挖"车站设计案例,对车站建设的研究背景、空间设计、自然光引入、精细化设计方案及后期实际运营效果进行了分析.针对该站型在场地适用性、建筑节能、空间效果等方面进行深入研究,提出结合市政绿化带建设将车站设置在路侧绿地下面,减少地铁建设对市政道路和既有管线的迁改,并结合车站土建结构施工"明挖"的特点,减少车站结构埋深,节约投资,提升站厅高度,塑造挺拔舒适的候车空间;同时设置屋面采光天窗,形成车站站厅自然采光通风的效果,减少车站设备系统的投资和后期运维成本.这种绿色节能的创新设计思路在轨道交通建设中得到实际应用,不仅实现了车站"浅埋"的优势和适用性,达到运营经济、设备节能效果,还能营造一种舒适、健康的乘车环境,为后期轨道交通车站设计提供创新思路.     

新建设模式下轨道交通工程消防给水系统设计

随着城市轨道交通的迅猛发展,国内城轨相继出现了车辆段TOD开发、综合交通枢纽、深埋车站等多种新的建设模式.在缺乏相应设计规范的情况下,通过对实际工程案例的分析研究,在保证消防安全的前提条件下,重新构建新建设模式下具备轨道交通特色的消防给水系统是必要的.解决方案:在深埋车站,采用常高压和临时高压消防给水组合方案;有地下车...     

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。     

上下近接地下结构在地震作用下的动力响应分析

在地震作用下,探究上下近接、最小竖向净距2 m——地下商场和地铁车站的危险截面和相互影响规律。结合地铁抗震规范相关要求确立该工程的6种计算工况,建立三维模型运用时程分析法进行计算得出:相比两个结构单独存在,上下近接组合形式的结构动力响应均发生了一定量的增幅;结构构件距两结构相邻面越近,动力响应的增幅越大。因此,两个结构相邻面是地震发生时的危险截面。上下近接的地下结构的相互影响规律和危险截面等结论对以后的设计、施工能起到一定的指导作用。