“房桥合一”结构车致振动响应分析及舒适度评价

以北京南站大跨度站厅为工程背景,根据荷载实际作用位置进行结构动力时程分析;通过数值模拟结果确定高架站厅现场试验测点布置方案,获取高架站厅关键位置的动力响应.对实测数据的分析表明,列车类型与荷载作用位置对高架站厅结构振动响应影响明显.参照振动舒适度标准,高架站厅结构的实测振动强度接近甚至超过规范限值,而现场烦恼率实际值与其理论值不符,说明现有结构舒适度评价标准并不适合直接用于'房桥合一'结构体系的高架站厅结构的舒适度评价.

高速铁路客站房桥合一结构层间隔震优化策略研究

作为当前高速铁路建造中出现的一种新型客站形式———房桥合一结构体系已经开始应用于实际工程,其抗震设防研究有着迫切需求和重要意义。基于此,本文对房桥合一结构中设置层间隔震来实现减震控制开展研究工作,并重点探讨此类控制方法的参数优化策略。首先建立了房桥合一结构数值模型,通过引入虚拟激励法推导了高效准确的随机计算式,继而指出采用参数域方法进行优化更为合理,它可实现隔震层参数有效配置。最后,通过数值研究对随机地震激励下房桥合一结构层间隔震优化策略进行了验证分析,分别基于单桥模型和多桥模型研究了其减震机理和减震效果,提出可提高减震效果的参数优化策略。本文研究结果表明:设置经过参数合理优化的层间隔震装置对房桥合一结构减震是可行且有效的。

“房桥合一”铁路客站抗震计算的快速高效多维虚拟激励法

针对"房桥合一"铁路客站节点数多、空间相互作用显著等特点,利用沿结构整体坐标系方向功率谱的表达式和合理谱强度因子的确定方法,提出能合理考虑地震激励输入角度变化的快速多维虚拟激励法,并以天津西站Ⅱ区作为工程案例,对利用快速多维虚拟激励法、时程响应分析法和已有虚拟激励法的计算结果进行比较。结果表明:三种算法的计算结果吻合较好,证明快速多维虚拟激励法的计算值是合理的;且与已有虚拟激励法相比、快速多维虚拟激励法的计算效率显著提高,更适合于"房桥合一"铁路客站的抗震计算。

“房桥合一”结构车致振动研究现状及发展趋势

"房桥合一"结构体系能满足零换乘、多模式交通转换和交通流的立体化,实现足够的转换空间和多种交通方式衔接,因此"房桥合一"的综合交通枢纽必然是今后交通运输的发展趋势。文章简单介绍了铁路客站"房桥合一"结构体系的特征、受力特点、车致振动研究现状以及减隔振控制措施,在此基础上提出了"房桥合一"结构车致振动及减隔振控制措施研究的发展趋势,从而为"房桥合一"结构体系的推广应用提供参考。

北京南站“房桥合一”结构体系整体分析

对京沪线铁路枢纽北京南站建立了整体模型,作了整体结构分析计算。分析中主要考虑了恒载、风荷载、温度荷载、混凝土收缩、地震作用等等,对结构自振特性、层间位移角等进行分析计算,并采用了不同的软件进行计算、校核。结果表明:计算结果吻合较好,工程设计符合规范要求。由于北京南站在结构形式上采用了创新性的"房桥合一"结构体系,分析结果对设计有着较大的指导和参考意义。

钢桁梁群桥房合一复合结构种植屋面施工技术研究

深圳市城市轨道交通6号线民乐停车场项目设计方案采用16座简支钢桁梁桥跨越既有高铁隧道,是目前全国体量最大的房桥合一建筑,项目复合结构屋面工程量大、节点复杂,施工风险高。项目技术人员将BIM技术、人机配合吊运技术和种植土安全回填技术结合,从多角度提升施工效率,保障复合结构种植屋面工程质量和既有结构安全,达到节约成本和减短工期的双重目的。

新型高速铁路客站大跨度站厅结构的竖向地震破坏特征

"房桥合一"新型高铁客站的站厅层往往以大跨度钢桁架为其主要结构特征。基于此,以天津西站典型站厅结构为例,提取其主要结构单元,选取多条竖向地震强震记录,并综合采用静力和动力弹塑性方法,研究典型站厅结构大跨度钢桁架单元的竖向地震屈服机制和破坏特征。此外,与站厅结构动力弹塑性计算结果对比,进一步验证了多模态Pushdown方法在大跨结构竖向抗震性能评估中快速有效。

高速铁路客站大跨站厅结构竖向多点地震响应研究

"房桥合一"是我国高速铁路客站建造中出现的一种新型结构形式,其兼具房屋和桥梁结构特征,轨道层列车线路的通行要求决定了上部高架站厅层具有较大跨度,而站厅结构竖向抗震性能往往是确保其地震安全的重要部分。鉴于此,首先阐述了SAP2000软件中位移模型的基本计算原理,并指出其一重要误差,继而参考天津西站建立了典型大跨站厅结构模型,对比研究了竖向多点一致、考虑行波效应竖向多点非一致地震激励下典型站厅结构动力响应特征。研究表明:依据位移模型直接计算结果来获取不参与动力平衡方程的从属结构响应分量时可能存在明显误差;竖向多点非一致输入特征对高架站厅层的地震响应有着显著影响,在抗震设计和性能评估中均不可忽视此因素,同时给出了抗震设计建议。

高速铁路客站模态特征分析与阻尼模型的注记

针对"房桥合一"高速铁路客站质量、刚度分布严重不均匀、不同阻尼比构件繁多等特点,对其模态特征和用于时程法阻尼模型的确定进行了研究。通过位能加权激励原理和位能公式的阐述、天津西站II区的模态分析与振型分解时程法的应用,并以此为标准进行了5种不同瑞利阻尼比例系数时程法的响应比较。结果表明:位能加权法激励为各模态的振型响应,求得阻尼为振型阻尼,结构模态质量累计数突变发生在第9阶,选择第1,9阶振型确定的瑞利阻尼比例系数较合理。振型分解时程法的振型阻尼可基于振型响应的位能加权法确定,直接时程法的瑞利阻尼宜选择第1阶与模态质量累计数发生突变的振型来确定,可供结构设计与分析参考。

高速铁路客站站厅层钢桁架竖向地震振动台试验模型研究

以天津西站典型结构为例,提取站厅结构主要单元,阐述可反映其抗震性能的振动台试验模型设计和制作方法。为保证试验结果可靠性,大跨钢桁架模型严格按照相似关系和等效原则设计,并采用8个相同的边桁架单元作为中间桁架单元的边界条件。比较试验模型和相应有限元模型的动力特性,明确所设计试验模型符合要求,能反映原型结构的竖向地震响应特征。

北京南站轨道层桥梁结构特点

北京南站轨道层桥梁结构承担了列车荷载及建筑结构相关荷载,结构采用纵、横梁格构体系,与北京南站9.0 m高架层和地下一层形成一体,真正实现了"房桥合一"结构形式,实现了大型铁路客站多元化功能需求,提供了大型铁路客站结构设计新思路。针对北京南站轨道层桥梁结构的独特设计和构造,对轨道层桥梁结构设计的功能性、系统性、先进性、经济性和创新性等特点进行论述。

新型客站随机地震响应的控制策略

高速铁路建造过程中出现的新型客站往往以房桥合一为特征,其综合了房屋建筑和桥梁结构二者的特点,抗震与减震设计必然不同于一般结构物。本文首先建立在新型客站中设置层间隔震和混合减震控制的基本模型,并基于随机地震输入和虚拟激励法推导高效计算表达式。在此理论基础上,研究层间隔震技术的减震效果和工作机理,指明层间隔震存在的缺陷。继而针对层间隔震的不足,在房桥合一客站中引入混合减震控制策略,其在层间隔震基础上通过设置连接阻尼器实现减小桥梁位移和避免梁体碰撞的目的,深入研究层间隔震与连接阻尼器的工作机理,提出混合减震策略的优化设计方法。研究表明:层间隔震与混合控制策略在房桥合一新型客站随机地震响应控制中是可行且有效的。

高速铁路客站站厅结构竖向地震激励的振动台试验研究

新型"房桥合一"高速铁路客站站厅往往采用大跨度钢桁架结构形式,其特点是上弦有混凝土楼板,为候车厅,上下弦中间为设备层,整个桁架承受较大荷载,对竖向地震较为敏感。选取具有一定代表性的天津西站站厅结构,基于相似理论,制定了1/20缩尺的9桁架单元典型模型及试验方案;输入多量级典型地震波,完成了检验其竖向抗震性能的振动台试验研究,并与有限元计算结果比较,获得了大跨站厅结构在不同水准竖向地震下的动力响应特性和屈服机制;指出当前该站厅结构抗震性能良好,薄弱环节集中于主次桁架的端部斜腹杆及节点处,主要构件并没有出现屈服破坏。

双向地震下高铁客站抗震性能的振动台试验研究

"房桥合一"新型混合结构体系作为高速铁路大型客站典型结构形式,其结构特征复杂,抗震性能并不明确,理论和数值分析之外尚缺少试验论证。以天津西站典型结构为例,进行缩尺比为1/35的振动台模型试验,研究其在多级双向典型地震波激励下的抗震性能,通过试验分析并与有限元计算结果比较,获得了客站典型结构在不同水准双向地震下的动力响应特性和结构损伤情况,指出当前所设计客站结构的抗震性能良好、设计偏于保守、薄弱环节主要集中于上部屋盖结构。

地铁运用库基坑开挖对既有高铁的影响数值分析

某拟建地铁运用库近距离跨越三条高铁隧道组成的隧道群,运用库检修通道开挖的土体位于隧道上方。为确保既有高铁行车安全,采用分次开挖、实时监控隧道变形的方法进行施工。为了分析土体开挖卸载对隧道群的影响,本文建立了三维有限元数值模型,模拟隧道顶部土体开挖过程,计算其对既有隧道结构产生的应力、变形。结果表明,所采取的措施能保证既有高铁隧道的运营安全。