大型十字交叉地铁车站结构地震响应分析

本文通过数值模拟的方法开展实际工程地下结构地震响应分析。以天津某软土场地下十字换乘地铁车站工程为背景,建立穿越体系(Cr)、单体车站(Ss-2)、单体车站(Ss-4)和自由场(Ff)四种数值模型,通过改变地震波类型和幅值来探究软土场地下十字换乘地铁车站与单体车站地震响应规律的异同。结果表明:相比于单体车站结构,十字换乘车站体系对土体加速度放大效应有着更明显的抑制作用;不同车站模型位移、应力和加速度均不相同,同一模型不同车站其响应规律也不同,当罕遇地震来临时,车站换乘段容易出现失稳破坏,总体来看,十字换乘车站稳定性要优于单体车站。

十字交叉型地铁车站结构的振动台试验研究

随着近些年地下轨道交通的发展,十字交叉型地铁车站广泛的应用在实际工程中,了解并提高此类地铁车站的抗震性能具有重要意义。首次利用振动台试验的方法探究此类地铁车站结构,揭示了地震动在场地中的传播特性以及十字交叉型车站结构的地震响应特性,尤其是车站交叉换乘连接段对车站整体结构的抗震性能的影响。结果表明:地震波的传播受到场地特性影响明显,尤其是与场地卓越频率相近的部分,响应频谱被明显放大;随着地震动增强,场地的放大效应会有所减弱,但是场地的加速度响应放大谱的分布更加丰富,在拓宽场地响应频谱范围的同时也提高了地铁车站的地震风险。与此同时,在不同工况条件下车站结构模型的交叉换乘段对车站整体结构的影响基本在1.5倍的结构宽度以内,当距离超过该范围后,结构模型不再受其影响。与单体车站相比,此类车站交叉换乘连接段的底层结构更不利于抗震。上述结论可为了解并提高此类地铁车站的地震响应特性以及后续的抗震设计提供了有力支持。