土-地铁车站及其上盖结构体系地震反应分析

为研究地震作用下地铁车站及其上盖结构体系的地震反应特征,本文以一典型的地铁车站及上盖结构体系为背景,采用ABAQUS软件建立土-地铁车站及其上盖结构体系的三维有限元模型,利用等效线性化方法考虑土的非线性,以不同类型的单向地震波和双向地震波(含水平向和竖向)作为输入,对土-地铁车站及其上盖结构体系进行了地震反应分析,比较了不同类型地震波作用下地铁车站及其上盖结构体系地震反应的差异,探讨了竖向地震动效应和转换梁刚度的影响.本文的算例结果表明:与普通基岩波和El-centro反演波输入相比较,在长周期基岩地震波作用下地铁车站及其上盖结构体系的内力响应和位移响应均最大.这一地铁车站及其上盖结构体系的薄弱部位位于地铁车站底层第2列、第3列柱的柱端和侧墙与底板连接处.竖向地震动对地铁车站及其上盖结构体系中柱的轴力响应值有较大影响.对于本文的动力计算工况,适当弱化转换梁刚度可降低上盖结构层间位移角的动力响应值.

竖向地震动对地铁车站共构结构体系地震响应的影响研究

[目的]地铁车站共构结构体系(以下简称“共构结构体系”)通过厚板实现箱形结构与箱形框架结构的连接转换。因共构结构体系的结构形式独特,其地震响应规律目前尚不明确,需进一步研究其地震响应特征。[方法]以某综合管廊与地铁车站共构结构体系为例,建立了土-共构结构体系相互作用的有限元仿真模型。考虑单向地震波和双向地震波(含水平向、竖向)作为输入,选取了3种工况,分析了共构结构体系在地震作用下的加速度响应特征、位移响应特征、受压受拉损伤情况及演变过程,并以共构结构体系左侧柱端为例,讨论了部分结构部位的内力响应特征。[结果及结论]双向耦合地震动对共构结构体系竖向加速度的影响较大,在侧墙与负一层底板连接处加速度的最大增幅达158%(与竖向地震动作用相比)。竖向地震动会加大共构结构体系顶底板的相对水平位移和相对竖向位移,加大柱子的内力响应。柱端、侧墙下部、底板两端、构件连接处、腋角等位置为共构结构体系地震损伤薄弱部位,应对这些部位进行加强处理。

地铁车站主体结构支撑体系研究

地铁车站工程施工需要克服复杂的地质条件,采取相应的防护措施,才能最大程度减小施工对周边既有建筑物、交通设施、城市管道工程等的影响,保障地铁工程施工的安全性。基于此,本文结合笔者实际工程经验,探讨地铁车站主体结构各部位支撑体系的施工技术应用要点,在盘扣式支架装配过程中,需注意立杆与横杆的结合方式、高差调节、托架安装精度控制、顶撑安装与调节等关键技术要点,旨在为相关人员提供参考。

砂土区地铁车站深基坑盖挖逆作法施工变形规律分析

[目的]地铁车站盖挖逆作法施工过程中主体结构受力变形特征较为复杂,而砂土地区地铁车站施工力学过程更为复杂,致使砂土区基坑施工难度大大提升,因此需对砂土区地铁车站深基坑盖挖逆作法施工变形特征进行深入研究。[方法]依托沈阳某地铁车站工程,对富水深厚砂层地质下的深基坑盖挖逆作法施工变形特性进行了阐述。采用数值模拟的方法,详细分析了基坑施工过程中地下连续墙水平位移、层板位移、中立柱位移、地下连续墙与邻近中立柱差异沉降的变化规律。[结果及结论]地下连续墙位移变形受基坑施工影响显著,其水平位移变形随基坑开挖深度增加而不断变大,均以向坑内的变形为主;层板起到了很好的支撑作用,有效控制了围护结构的水平位移,主要呈现为隆起变形,其中顶板受基坑施工的影响最大;中立柱在竖向及水平方向上均发生变形,受深基坑土体卸载效应影响,主要以竖向的隆起变形为主;地下连续墙及中立柱的差异沉降随施工进行逐渐增大,在开挖底层土体时达到最大。

上盖框架建筑的大底盘地铁车站结构抗震计算的振型分解法-反应加速度法

为得到上盖框架建筑时大底盘地铁车站结构的实用抗震设计方法,基于系列土-地铁车站及其上盖框架结构体系动力相互作用数值模拟试验,揭示了上盖框架结构对大底盘地铁车站结构地震响应的影响规律,再在借鉴地下结构抗震计算传统反应加速度法的基础上,提出一种适用于地上、地下一体化结构体系中的地下结构抗震分析的振型分解法-反应加速度法。首先,从理论上验证了振型分解法-反应加速度法的可行性,并详细介绍了该方法的力学模型和实施步骤;其次,以北京某核心区地铁车站与上盖高层建筑一体化工程为背景,对比时程法和传统反应加速度法的计算结果,分析了峰值加速度、结构刚度、土层刚度、上盖结构高度、地震波类型等影响因素下振型分解法-反应加速度法的计算效果。结果表明:所提出的振型分解法-反应加速度法是一个操作简便、精度较高且计算结果偏于安全的简化分析方法,可在类似工程的抗震计算中应用。

盖挖逆作法施工地铁车站叠合墙综合防水体系

目的:盖挖逆作法施工地铁车站叠合墙中无法铺设柔性防水层,一旦发生渗漏水不仅影响结构耐久性,同时也会增加后期封堵费用,因此叠合墙结构防水是地铁车站工程施工的重点和难点,需进行针对性研究。方法:分析了叠合墙的地下连续墙、内衬墙及其他关键位置发生渗漏水的原因;以长沙地铁6号线朝阳村站工程为依托,介绍了叠合墙综合防水体系的多道防水技术,包括围护结构防水、防水涂料防水、渗漏点预处理、内衬墙防水和预埋注浆管防水;介绍了各道防水技术实施过程中所采用的新技术和新装置,并提出了相应的保障措施和注意事项。结果及结论:长沙地铁6号线朝阳村站自工程完工后的3年使用期间未发生渗漏水现象,表明所提出的叠合墙综合防水体系防水效果良好。

盖挖逆作法地铁车站结构体系内力及变形研究进展

因地铁车站周围环境复杂,而盖挖逆作法具有围护结构变形小、地面沉降小、缩短中断交通时间、低噪音、少粉尘、不扰民等优势,故被广泛应用于地铁车站的施工中。从盖挖逆作法地铁车站的围护结构、各层楼板、中间桩柱三方面介绍了各结构部位的内力及变形,分析了中桩柱之间、中桩柱与相邻地下连续墙之间的差异沉降特征,提出已有盖挖逆作法地铁车站结构体系内力及变形分析的建议和接下来有待进一步开展研究的内容,为相关理论研究的专家学者提供了一个新的研究动态,也可为工程建设人员提供一定的支持。

预留上盖P+R停车楼的地铁车站结构设计

P+R模式可缓解中心城区的交通压力,提高市民出行效率。当P+R停车场与地铁车站结合设置进行上盖开发时,会因为种种不确定因素,使得上盖开发需要与地铁分期建设,地铁车站结构设计时既要为后续上盖开发预留接口条件,又要考虑后续上盖开发实施时对既有地铁结构的影响。文章以地铁4号线伊宁路站与上盖P+R停车楼结合设置并分期建设为背景,对地铁车站结构设计中的若干问题进行分析研究。

基于不同覆土厚度的地铁车站无梁结构体系受力性能研究

无梁结构体系在地铁中的应用不仅能带来更大的净空,管线的敷设更加灵活,同时,无梁结构顶板的防水效果好,在地铁车站结构设计中具有广阔的应用前景。文章运用MidasGen有限元分析软件,比较了某地铁车站在不同覆土厚度下顶板各板带的弯矩、剪力等主要内力值,得出在不同覆土厚度下顶板各板带的受力分布规律,提出框柱支座影响半径概念和柱帽设置方法,为地铁车站无梁结构体系的应用和推广提供理论依据,以供地下结构工程设计人员参考。

盖挖逆作法施工地铁车站结构变形及其控制

以北京地铁4号线动物园车站施工工程为例,研究采用盖挖逆作法施工时地铁车站结构变形的规律及其控制措施。采用Midas有限元计算软件对施工过程中车站结构变形进行模拟分析可知,在盖挖逆作施工过程中地层及结构动态力学响应可划分为5个卸载—加载过程。因此,基于变位分配原理,提出车站施工过程的分阶段控制方法。施工前,依据车站结构受力特点和破坏形式,通过模拟计算确定出各主要施工阶段车站结构差异沉降控制标准值,同时通过中桩静载及内力试验,保证结构自身具备足够的承载能力和抗变形能力;施工过程中,按照地层协调开挖、结构协调施作来优化施工工序,综合应用沉桩工艺控制与注浆加固等技术措施,利用信息化监测及反馈技术进行阶段性动态监控,实现车站结构变形的有效控制。实际监测结果表明,动物园车站在盖挖逆作施工过程中,各阶段结构差异沉降均在控制值之内,保证了车站结构的安全性和稳定性。

明挖法装配式地下车站的结构性能研究进展

[目的]当前,我国装配式地下车站结构体系呈现多样化发展特征,但缺乏系统梳理,故对明挖法装配式地下车站的结构性能研究进展进行梳理。[方法]针对当前主流的结构形式,系统总结了明挖法装配式地下车站结构体系特点;从预制构件、节点连接和整体结构等3个层面梳理了明挖法装配式地下车站的结构性能研究情况;提出了明挖法装配式地下车站的发展方向。[结果及结论]明挖法装配式地下车站结构可分为装配整体式和全拼装式两种;装配式地下车站预制构件的研究主要集中于装配式板类构件的承载性能;预制构件的节点连接,关系到装配式地下车站整体结构的承载和抗震性能,是研究的重点;装配式地下车站结构承载和抗震性能主要通过数值分析手段进行研究,较为缺乏整体结构的试验数据;考虑全寿命周期的装配式地下车站受力性能研究将成为重要研究方向。

一次扣拱暗挖逆作法车站结构设计要点分析

随着城市地铁的快速发展,地铁线路通常会穿越人口密集、地面交通繁忙、地面建筑物林立、地下管线密布的市中心繁华地段,全暗挖法施工地铁车站在避免管线迁改、减少交通影响、改善施工环境等方面具有显著优势,但也具有施工条件受限、结构受力转换复杂、变形控制不利等特点。基于北京地铁14号线大望路站工程,分析了由于条件受限而采用全暗挖法施工的必要条件,针对一次扣拱暗挖法施工采用理论分析、数值计算、现场监测等手段对其结构受力体系、施工过程中地层变形控制等关键技术进行了系统分析和总结,揭示了该类型车站施工的受力和变形规律。

基于ISM-ANP-Fuzzy算法的地铁车站火灾安全韧性评价体系

目的:为了减少地铁车站火灾事故的发生,需更深入地探究地铁车站火灾安全韧性的形成机理。方法:简要介绍了韧性及安全韧性的概念,建立了地铁车站火灾安全韧性模型。建立了基于ISM(解释结构模型)-ANP(网络分析法)-Fuzzy(模糊综合评价)算法的地铁车站火灾安全韧性评价体系,利用ISM法确定了各指标间相互影响关系,采用ANP计算得到各指标的权重,采用Fuzzy法对指标进行定量分析,以消除专家打分的主观性。最后以上海轨道交通线网的人民广场换乘站为案例,对该评价体系的适用性进行评估。结果及结论:该体系具有较强的适用性,可有效测量地铁火灾的安全韧性。提高抵御能力和适应能力的韧性等级,是提升地铁车站消防体系火灾应对能力的有效途径。提升火灾自动报警系统及喷灭火系统的质量,通过培训来提高车站安全管理人员的能力水平和专业程度,是提高地铁车站火灾安全韧性的有效措施。

地铁主体结构模板与支撑体系施工质量控制分析

地铁主体结构模板与支撑体系的选择和构建,是控制地铁施工质量的关键因素之一。该文以天津某地铁站施工为例,根据施工设计要求,对梁板、墙体、特殊部位模板及支撑体系进行探讨分析,旨在为类似工程施工提供参考。

地铁盖挖车站军用梁铺盖体系应用及工况分析

结合沈阳地铁某盖挖顺做法车站阐述了军用梁铺盖体系的设计及工况分析,对铺盖体系的施工要点和使用过程中的检修维护进行了说明,同时根据监测结果对该工程铺盖体系的设计作了简要分析。介绍了军便梁铺盖体系在城市地铁车站施工中的应用及其特点。

浅析某盖挖逆作地铁车站的围护结构形式

以一个3层盖挖逆作地铁车站为例,对几种围护结构的形式进行受力分析和经济分析,得出各种形式的优缺点。当重点放在节省投资上,对工期要求不高时,推荐采用直径800mm的桩、地下3层加1道钢支撑的方案,投资较少,施工风险小;当工期最为重要,或施工技术和条件较差时,采用直径1 000mm的桩,没有内支撑和桩锚系统的方案最为合适,虽然造价有所增加,但施工难度和工序大大减少。

上盖地铁车站结构振动台试验对比研究

为了研究上盖地铁车站结构的地震响应规律,以两种地铁上盖结构体系为研究对象,开展了粉细砂场地振动台试验研究,分别从加速度和应变两方面对地铁车站结构部分进行地震响应研究,并将两种试验结果进行对比。试验数据表明:①两种试验模型土监测点的加速度峰值随着输入地震强度的增加逐渐增大,而加速度放大系数则逐渐减小,加速度放大系数变化幅度随地震强度的增大而逐渐减小;②与上盖一体化地铁车站结构相比,上盖密贴地铁车站中柱上部监测点的加速度峰值和放大系数相对较小,而底部监测点则相对较大;③上盖地铁车站各测点的应变幅值表现为随着输入地震强度的增加逐渐增大;当地震强度较小时,两种试验工况下应变幅值相差较小;当地震强度较大时,上盖一体化地铁车站结构的应变增幅明显大于上盖密贴地铁车站结构。研究成果可为上盖地铁车站结构的抗震设计与分析提供参考依据。

上盖单塔框架结构时大底盘地铁车站的地震响应

以某上盖6层框架结构的大底盘地铁车站工程为研究背景,基于有限元软件Midas GTS-NX,建立土体-大底盘地铁车站及其上盖单塔框架结构体系的三维数值模型,分析上盖框架结构对大底盘地铁车站结构地震动力响应的影响。结果表明:在输入地震动作用下,上盖框架结构的存在增大了地铁车站结构的内力,且上盖结构层数越多,内力增幅越大;车站柱子与上盖框架结构相距越近,其弯矩幅值越大、剪力幅值越小;车站柱子横截面弯矩幅值沿柱高方向呈近似"W"形分布,车站顶板和底板弯矩幅值沿车站横向均呈锯齿状分布,但底板弯矩极值分布较均匀,车站侧墙最大弯矩发生在底部区域;车站发生的变形仍为剪切型,上盖结构的存在只改变其相对位移峰值大小,而未改变其变形模式;车站柱子的振动峰值加速度自下而上逐渐增大;对大底盘地铁车站及其上盖结构体系中的地下结构进行抗震设计时,无须考虑上盖结构对地下结构惯性力改变的影响。

地铁车站盖挖逆作复合墙结构设计与分析

结合某地铁车站结构设计过程,分析了车站主体盖挖逆作施工过程中的主要外荷载作用,提出了地铁车站盖挖逆作复合墙结构计算模型,详细介绍了盖挖逆作复合墙结构的设计计算要点,并通过有限元软件对施工过程结构最不利状态进行了结构内力计算。对同类工程设计具有一定的参考价值。

地铁上盖物业车站整体结构抗震分析

北京地铁14号线某站为地铁车站上盖物业结构形式,文章采用时程分析法、粘弹性人工边界,建立结构-基础-地基整体计算模型,对地铁车站上盖物业这种地下+地上复合结构进行专项抗震计算研究。研究结果表明,地震组合工况在地铁结构设计中不起控制作用,地下结构的最大相对水平位移峰值发生在地下结构顶板上,应加强对其抗震设计,切实提高地铁车站结构的整体抗震性能。