城市轨道交通建桥合一长联无缝高架车站结构设计与施工优化

[目的]建桥合一长联无缝高架车站将建筑与桥梁结构融合,使得车站墩柱在有刚度需求的同时,还具有空间框架结构体系复杂、体量大、超静定次数多的特点,而混凝土结构的温度与收缩徐变成为了这类车站结构设计中的控制因素。采用设置伸缩缝、加大墩柱截面尺寸、加强墩柱截面配筋等传统方法,将破坏车站结构的整体性,增加维护与建设成本。因此需从设计角度和施工角度对建桥合一长联无缝高架车站结构进行优化。[方法]以深圳地铁6号线宽9 m的岛式车站为研究对象,运用MIDAS软件,建立建桥合一的长联无缝高架车站有限元模型,并对其进行计算分析与检算。分别从设计和施工两个角度提出相应优化方案。从设计角度建立了高架车站有限元模型,对墩柱控制弯矩进行了对比分析。[结果及结论]有限元计算结果表明:车站两端墩柱受收缩徐变和温度的作用明显,其应力与配筋将是本设计的控制要点。在保证高架车站整体性的情况下,从设计角度提出了加深承台埋深,采用双薄壁墩,在墩柱顶部采用铰接等3种优化方案;从施工角度提出了设置后浇带,采用模块化装配式施工等优化方案。经模拟分析,加深承台埋深2 m,增加墩高减小桥墩刚度,可减少第13轴的墩底控制弯矩约22%;采用双薄壁墩大幅减小了桥墩刚度,可减少第13轴墩底的控制弯矩约46%;墩顶采用混凝土铰支撑,释放了上部传递至墩柱的弯矩,可减少第13轴的控制弯矩约13%。

“站桥合一”式车站结构抗震性能评估的简化方法

近年来随着我国铁路与城市轨道交通的快速发展,"站桥合一"式车站结构体系已经成为大型枢纽式车站的首选结构型式,而此种结构体系的抗震设计却缺乏专用的抗震设计规范,设计结果要分别满足现有《建筑抗震规范》与《铁路工程抗震设计规范》两个不同设计理念的规范。以典型"站桥合一"式枢纽车站-北京南站为例,采用Midas/Gen和SAP2000结构分析软件,分别建立了考虑上部网架效应的整体模型与简化模型,采用自振特性分析、反应谱分析与时程响应分析方法验证了简化模型的合理性;针对简化模型,分别采用多种侧向力加载模式的Pushover分析和增量动力分析(IDA)方法研究了简化模型的塑性屈服机制和性能特点,研究表明:简化模型可以反映主体结构在设定地震下的地震行为,基于改进的模态组合方法的侧向力加载模式下的Pushover分析方法适合于站桥合一车站结构的抗震性能评估。

“桥建合一”型地铁高架车站振动与结构噪声测试研究

“桥建合一”型地铁高架车站,相比于传统的“桥建分离”型高架车站,具有更严重的振动和结构噪声问题。以某典型“桥建合一”型地铁侧式高架车站为工程背景,通过实测列车到发站时站房结构振动和结构噪声响应,分析这类结构型式的响应规律,同时对不同功能区进行舒适度评价。研究结果表明:“桥建合一”型地铁高架车站的振动更剧烈,站厅层峰值加速度是“桥建分离”型高架车站的2~6倍;相比于柱顶/底,楼板振动的优势频段为10~60 Hz,低频振动被放大,并在楼板一阶竖弯频率处出现共振;相比于柱顶/底,悬挑端部振动在低频处被放大,受雨棚立柱的约束作用,站台层悬挑端的振动放大效果弱于站厅层;列车到发站时站厅层不满足振动舒适度要求;休息室内结构噪声影响较振动严重,最大超标量为21.02 dB。

城市轨道交通“建桥合一”车站高架结构设计探讨

对城市轨道交通"建桥合一"车站高架结构如何利用桥梁设计有关规范和建筑设计有关规范进行设计,作了较为全面的分析和介绍。结合深圳某高架车站,就其构件的规范取用、荷载分类、受力分析、计算模型及结果分析进行了探讨,并提出了设计中应注意的问题。

中低速磁浮桥建合一车站结构振动分析探讨

建立适合磁浮交通领域"桥-建"合一车站振动的评价标准,对不同工况下的激励源、激励输入进行研究,并建立磁浮列车-轨道梁耦合振动分析模型以及站房结构动力分析模型。以磁浮朗木梨站为分析对象,对不同工况不同区域的结构振动舒适性及结构安全性进行评价,仿真分析评价结果表明:一线制动一线启动工况下站房结构振动响应最大;轨行区结构振动响应明显大于站台区结构振动响应;在本研究所列不同工况下结构的振动舒适性及安全性是有保证的。

“桥建合一”高架车站桥梁结构合理型式及设计技术

高架车站在城市轨道交通建设中越来越被广泛运用,通过某地铁线红山站、上塘北站两个工点桥梁设计,分析了"桥建合一"及"桥建分离"两种高架车站形式结构的优缺点,通过计算分析对桩基刚度、变形缝、墩柱截面尺寸大小等参数进行了影响分析,希望对以后类似的项目具有指导意义。

桥建完全合一单跨高架车站结构优化设计

结合工程实例,对桥建完全合一单跨高架车站长悬挑梁、站台层下小层高结构、区间桥梁支座牛腿等结构设计难点进行阐述,并通过多方案模型分析、局部细化体模型分析对设计进行了优化。对双层悬挑梁采用端部设置连接柱的方式加强了刚度,匀化了地震内力;对小层高的电缆夹层,通过设置梁上柱加密柱网,有效减小了梁柱截面并增加了楼层净高;对区间桥梁支座牛腿则设置专门牛腿柱并优化其外形,提高了结构安全性。

南京南站“桥建合一”型钢混凝土组合结构承轨层施工技术

南京南站轨道层是"桥建合一"高架承轨层,结构形式为型钢混凝土组合结构,建筑设计要求梁底混凝土达到饰面清水混凝土要求。针对该状况,分析了施工技术难点及整体施工方案,对大型公共建筑水平梁板结构大规模应用型钢混凝土组合结构节点深化设计、支架体系、模板设计、钢筋绑扎、混凝土施工、工程检测等关键技术进行了系统研究。经过工程实践,该施工技术成功满足了设计要求,施工质量良好。

城市轻轨站桥合一结构设计中的几个问题

结合天津津滨轻轨车站结构设计 ,介绍了城市轻轨高架车站结构选型、荷载取值、荷载组合、结构计算、构件设计、基础设计等方面的情况 ;比较了铁路桥梁规范与一般建筑结构设计规范在荷载组合、构件设计等方面的区别 ;分析了温度变化、基础差异沉降对结构内力的影响 ;

横向双柱“桥建合一”高架车站结构分析

结合工程实际概况,对横向双柱"桥建合一"高架车站进行了分析,并运用PKPM和Midas Civil结构分析与设计软件进行计算,研究其在地震作用下的效应,为类似工程的设计提供参考。

＂站桥合一＂式车站结构抗震性能评估的简化方法解析

近年来,伴随我国城市交通的不断发展以及交通压力的增加,交通问题成为城市发展中的重要问题之一.如今,在一些大型枢纽式车站中,＂站桥合一＂式车站结构体系成为了首选的结构型式,但是该种结构体系在抗震设计方面缺少专用的抗震设计规范.为此,本文主要针对＂站桥合一＂式车站结构抗震性能进行了相应的探究.旨在确保＂站桥合一＂式车站结构拥有足够的抗震性能,同时其作用能够充分地发挥出来.

混凝土收缩徐变作用下超长桥建合一结构温度效应的计算方法对比研究

为了研究混凝土收缩徐变和环境温差的共同作用对超长桥建合一铁路车站结构温度效应的影响,提出超限应力面积比作为衡量温度应力导致楼板开裂损伤的评价指标。利用ABAQUS软件建立铁路车站实体模型,分析在混凝土收缩徐变和环境温差共同作用下结构的应力状态。结果表明:考虑不同的混凝土收缩和徐变的计算方法,在外界环境温差降低的情况下,按TB 10002—2017《铁路桥涵设计规范》计算的结构梁、板应力最大,按GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》、JTG 3362—2018《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》和TB 10092—2017《铁路桥涵混凝土结构设计规范》计算的结构梁、楼板应力基本接近,其均值分别为TB 10002—2017相应计算值的49%、52%;按TB 10002—2017计算的超限应力面积比最大,按TB 10092—2017计算的超限应力面积比最小。

与城市桥梁合建的地铁车站结构设计

依托成都地铁5号线省骨科医院站,采用数值模拟的方法对站桥合建结构体系中城市桥梁对车站结构各构件的受力影响进行了分析并提出结构加强措施;对"先站后桥"、"结合式"站桥合建结构形式的设计要点进行了归纳总结,在此基础上提出了桥墩位置车站底板下桩基础与扩大基础共同受力的结构形式,以期能为今后类似车站的设计提供借鉴。

“站、桥、地下室”合一的高铁站房复杂结构施工工艺

结合广珠城际珠海站"站、桥、地下室"合一结构形式高铁站房的施工实际,研究了站房、桥梁、地下室结构之间的相互关系及各自施工工艺之间的互相制约关系。通过合理的结构施工流程部署,取得了较好的施工效果,可为其他类似工程施工提供借鉴。

“站桥合一”高架车站内力影响因素分析

当前我国城市轨道交通的建设速度正突飞猛进,高架结构作为一种建设投资少、安全性好的快速交通模式,正受到越来越多的重视。文章结合目前城市轨道交通高架车站结构设计现状和设计标准,对参与设计的某高架车站结构形式进行设计要点分析和内力影响研究,针对站桥合一高架车站结构受力特性采取针对性的结构设计措施和验算手段,为今后类似高架车站设计提供有益尝试。

线下式桥建合一车站振动噪声特性及控制研究

研究目的:为掌握线下式车站车致振动和噪声的形成机理、传递路径及分布特性差异,建立“列车-轨道-结构-土体”耦合动力学模型研究列车过站时引发的站房车致振动,利用声学有限元方法计算二次结构噪声,利用统计能量分析计算站厅内环境噪声,并根据研究结果开展线下式桥建合一车站低振动噪声设计。研究结论:(1)相比桥建分离车站,桥建合一车站候车厅在30 Hz以上的振级增幅达30 dB,而在人体更敏感的30 Hz以下低频范围内振级差异仅3.5 dB;(2)桥建合一车站因其承轨层与周边结构硬连接,承轨层振动更小,二次结构噪声较桥建分离车站低5.5 dBA,环境噪声低1.4 dBA,总体上对乘客来说具有更好的声振舒适性;(3)采用重型减振轨道能够有效抑制站房振动,楼板的垂向振动加速度减小10倍以上,二次结构噪声降幅可达25 dBA以上;在站台层和站厅层内采取吸声、隔声措施可使候车厅内环境噪声降幅达15 dBA以上;(4)相关振动噪声控制方案可为综合交通枢纽的减振降噪设计提供参考。

站桥合一地铁高架车站抗震性能分析

以北京某地铁高架车站为背景,建立了有斜撑与无斜撑站桥合一高架车站的有限元计算模型,分析了高架车站上、下层墩柱在地震作用下的位移响应。结果表明,地震作用下,有斜撑站桥合一高架车站与无斜撑站桥合一高架车站相比,墩柱顶部的竖向位移相差较小,斜撑对站桥合一高架车站竖向抗震作用并不明显;与无斜撑站桥合一高架车站相比,有斜撑站桥合一高架车站上层墩柱的横纵向水平位移响应有大幅降低,车站结构在水平方向上的抗震性能提高较大;有斜撑站桥合一高架车站的结构整体性更好,抗震性能更强,结构形式更合理。

站桥合一型城际轨道交通车站建设探讨

结合广珠城际已建成的17座车站工程建设实践,讨论了站桥合一型站房在工程项目管理中的思路原则和重点难点,提出了一些建设性建议,为城际轨道交通车站建设管理提供一些借鉴。

站桥合一式复杂结构的动力特性及抗震分析

文章以某站桥合一式的综合交通枢纽为依托,采用桥梁有限元软件Midas/Civil对此复杂结构的动力特性进行分析,根据动力特性分析结果,采用修正EL-Centrot波对结构进行时程分析,分析了结构在五种地震激励工况下的内力响应。分析结果表明,站桥合一结构基频为1.312 4 Hz,前五阶振动模态均为边跨振动,边跨振动幅度较大,中跨振动幅度较小,站桥合一结构的动力特性主要由地铁车站控制;受地铁车站影响,上方桥梁的振动模态随地铁车站的振动模态发生相应改变;与下部车站合建之后,受地铁车站的影响钢箱梁桥的基频变小,横桥向和纵桥向刚度均变小;不同方向地震激励下,主梁跨中支座处3号截面轴力、弯矩最大,为桥梁抗震设计中承载力的控制截面;分析主梁控制截面的轴力时,纵向+竖向工况下的轴力最大,纵向地震波对主梁控制截面的轴力影响较大,表现为纵向地震水平力对主梁轴力的参与效应,与结构动力学理论相吻合;站桥合一结构在地震作用下,最大正弯矩出现在中跨跨中4号截面说明桥梁弯矩的分配模式发生相应改变。

强震下不同站桥组合体系抗震性能对比研究

为系统对比不同站桥组合体系抗震性能的优劣,以某实际工程项目为背景,分别建立站桥合一结构与站桥分离结构的三维有限元非线性动力分析模型。在综合考虑墩柱非线性以及扩大基础、砂石垫层及地铁顶板之间非线性滑动摩擦效应基础上,深入探讨了两种结构形式在强震下的动力响应以及桥墩损伤规律。研究表明:在讨论范围内,两种站桥组合体系中桥墩下的地铁车站立柱动力响应均大于其他立柱;而相比站桥合一结构,站桥分离结构可以有效降低地铁车站立柱及桥梁结构中桥墩的弯矩与剪力响应,其墩梁相对位移更小,但存在一定残余位移;同时站桥分离结构中桥墩损伤程度更轻,出现塑性状态的时间更晚。整体而言,站桥分离结构的抗震性能更为优异,但在实际工程中需注意对墩梁相对位移及基础滑移的限位。