“站桥合一”高架车站动力响应影响参数研究

为探究“站桥合一”型高架车站在不同车速工况以及不同结构参数情况下,列车通过车站引起的动力响应问题,以某典型“站桥合一”型车站为例,建立列车-轨道-车站系统空间耦合振动仿真分析模型,分析列车通过引起的车站站台层与站厅层的动力响应,讨论车站振动随车速变化的规律,通过对比计算结果与现场实测数据,验证模型的准确性。在此基础上,重点分析在列车车速相同的情况下,不同轨道梁梁高、站厅层框架柱尺寸、承轨层楼板厚度、站厅层和站台层楼板厚度分别对车站结构动力响应的影响。研究结果表明:站厅层竖向位移随车速增加呈现增大趋势,而车站结构的横向、纵向位移随车速的增大均呈现先增大后减小的趋势;车站结构的竖向加速度随车速增加呈增大趋势,且竖向加速度响应明显大于横向和纵向加速度响应,站厅层横向与纵向加速度响应随车速增大呈增大趋势;对此类车站而言,增大承轨层楼板厚度,对减小车站结构的动力响应作用最为明显,站厅层和站台层楼板的动力响应都有明显减小;增大站台层楼板厚度,仅站台层楼板的动力响应有所减小;增大轨道梁高度,仅站台层楼板的竖向位移响应有明显的减小;增大站厅层截面柱尺寸和站厅层楼板厚度,则对车站结构的动力响应影响很小。

基于IDA的“站桥合一”式高铁车站结构地震易损性分析

“站桥合一”式车站结构体系是大型交通枢纽车站的重要型式,具有结构形式复杂、质量刚度不均匀等特点,目前缺乏统一的抗震设计规范。本文以典型工程场地下的“站桥合一”式高铁车站结构为研究基础,采用基于IDA的地震易损性分析法,对该结构进行抗震能力评估,得到不同设防烈度地震下结构的失效概率。结果表明:不同地震动记录下结构的IDA曲线变化趋势大致相似,存在明显的“应力硬化”和“波动”特性;结构在强震作用下,不易出现倒塌破坏,在X、Y方向上对应超越概率为50%严重破坏性能水准的PGA值分别为5.4g与5.1g。本文能为此类结构的抗震设计研究提供理论参考。

列车—“站桥合一”大型客运站耦合振动响应分析

为研究列车高速通过"站桥合一"大型复杂客运站时所引起的结构振动问题,以天津西站为例,利用自主开发的TRBF-DYNA软件开展列车—客运站耦合系统振动响应研究。分别采用有限元法建立轨道—客运站整体三维模型、采用多刚体动力学方法建立31个自由度的车辆模型,应用非线性赫兹接触理论模拟轮轨之间可分离的接触关系,对客运站结构进行模态分析以及高速行车条件下的列车—客运站耦合振动响应分析。结果表明:客运站的轨道层刚度满足要求,自振频率大于规范规定的最低限值;客运站结构的振动受列车竖向动力荷载控制,并以竖向振动为主;沿客运站结构高度方向,轨道层的振动响应最大,高架层次之,屋顶层最小;轨道层及高架层的振动响应随着测点距线路水平距离的增加而快速衰减;在车致振动从钢轨向客运站结构的传递过程中,无砟轨道结构可以起到很好的减振作用,可有效降低列车对轨道层的冲击作用;客运站结构的动力响应及列车行车安全性指标符合规范要求,天津西站的结构设计安全,具有较高的安全储备。

“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。

制动工况下“站桥合一”客站纵向动力研究

为研究高速列车制动对"站桥合一"客站纵向动力响应的影响,利用自主研发软件TTBLS-DYNA建立列车-轨道-客站耦合系统纵向动力模型。分别采用有限元方法建立轨道-客站三维空间模型,采用刚体动力学方法建立车辆纵向动力模型。依据动车组的制动减速度特性曲线,通过数值积分方法求解车辆和客站耦合动力方程,进行耦合系统纵向动力响应分析,并以天津西客站为例进行车-站纵向耦合振动分析。研究结果表明:高速列车站内制动对客站结构纵向动力响应影响较小,列车停车瞬间轨道层及高架层纵向位移及加速度达到最值;双线反向制动工况下客站各层结构纵向位移及加速度较单线制动小;车致振动沿楼层高度方向传递过程中,振动加速度逐渐衰减,屋顶层加速度最小;客站各层纵向位移及加速度最大值均随列车制动级别的增大而增大,轨道层加速度最大值增幅最为显著。

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 ;

“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。

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。

＂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.

中国首座站桥合一大跨度钢箱拱桥施工关键技术研究

随着社会经济的发展、城市轨道交通线路的增加、市政道路的扩建,在寸土寸金的大型城市必然会出现大型城市综合交通枢纽,以改善城市片区出行环境,提高乘客出行品质,促进片区地下空间一体化开发利用。深圳市黄木岗综合交通枢纽就是深圳市福田区的一个重要的大型交通枢纽,黄木岗枢纽是国内首次大规模采用“地铁车站-桥梁-隧道”一体化设计的交通枢纽,其中整座桥梁位于地铁车站上方,主跨上跨深圳市主干道笋岗西路。复杂的设计方案对该工程施工提出了较高的要求,黄木岗桥梁工程根据环境特点,采取合理的架设施工方案,确保了下方地铁车站的安全,降低了对既有城市主干道正常通行的影响,桥面铺装通过试验段获取了准确的施工参数,施工中严格控制,保证了铺装质量,同时BIM技术的应用大大提高了本工程的施工质量和效率。整体而言,桥梁施工过程安全可控,工期、质量满足要求,为国内以后类似工程施工提供可借鉴的经验。

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。

“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。

“建桥合一”铁路客站Rayleigh阻尼系数计算方法

在显著影响单自由度体系位移方差的激励频率范围内,采用最小二乘法拟合出水平向和竖向地震加速度互功率谱的线性修正表达式,并结合传统随机振动计算方法和规范加速度谱提出了多维激励多阶参考振型Rayleigh阻尼系数计算方法。以"建桥合一"铁路客站天津西站Ⅱ区为工程背景,基于应变能振型阻尼模型求得的结构响应值为标准,对分别基于二阶、单维激励多阶、多维激励多阶参考振型Rayleigh阻尼系数计算方法的结构响应值进行了比较。结果表明:多维激励多阶参考振型Rayleigh阻尼系数计算方法合理考虑了振型和地震激励的相关性,响应值偏差最小,更适合于类似铁路客站Rayleigh阻尼系数的计算。

地铁站与高架桥同期同位分离式合建方案设计研究

为缓解合肥市日益紧迫的交通压力,合肥马鞍山路高架桥与地铁1号线需同位并行、同步建设。为解决该问题,设计采用了一种新型的站桥合一结构——"地铁站、高架桥同位分离式组合体结构",即地铁车站与高架桥同期开工,结构体在车站顶板与桥梁墩柱扩大基础之间采用防水层进行分离。计算分析表明,该结构形式安全可靠。目前,市政高架桥已经通车运营5 a,地铁车站已经通车运营1 a,取得了巨大的社会效益和经济效益。

铁路站房承轨层结构损伤动力响应分析研究

为了改善建筑空间与结构综合利用之间的矛盾,达到站房建筑与桥梁使用功能的一体化,“站桥合一”的新颖站房结构体系被广泛应用于大型枢纽铁路客站,并已逐步成为目前主流的站房形式。然而,在长期车辆荷载所致的疲劳作用下,站房承轨层结构会因外部环境激励而不可避免地产生损伤累积。同时,在结构设计过程中通常不考虑损伤所致的结构动力响应分析,因而难以明确受损后结构动力响应的合规性。鉴于此,本研究以车辆荷载激励下的承轨层结构为主要研究对象,通过动力响应数值分析法,对比分析了损伤变化下的位移时程曲线,进而为承轨层的结构设计及其运维监测提供可靠依据。

高速列车引起站台振动的实测与分析

“站桥合一”站房结构体系是目前铁路站房普遍采用的建筑形式,可以有效满足旅客零换乘的需求,引导旅客合理流动.站台是旅客候车、上车的必经之处,候车过程中一定会经历高速列车进站、出站.当列车高速通过站台时会引起振动,造成旅客的不安和使结构本身产生疲劳振动破坏.针对某“站桥合一”结构体系高铁站台,选取无旅客行走荷载激励时间段,采用CMG-5TCDE地震计进行高铁站台振动加速度实地测量.对测量数据进行背景振动与各种不同车速造成结构振动、不同测点振动以及两车交会行驶时产生振动的对比分析,得出以下结论:背景竖直向振动加速度级仅为53.21 dB,当45 km/h高速列车通过时竖直向振动加速度级提高到74.00 dB,高速列车通过对站台振动产生明显影响;高速列车通过站台引起的竖直向振动加速度远大于东西向和南北向振动加速度,且振动加速度随车速增加而增大,但增大速率逐渐减小;东西向与南北向振动加速度持续时间基本相同,竖直向振动加速度持续时间略有不同;振动在传播过程中存在振动反弹区,本次测试中振动反弹区在14 m处,主要是由于振动波在不同介质中的反射造成的;两车交会行驶时振动加速度持续时间延长,幅值增大,会对旅客及工作人员的舒适性产生影响.以上结果可为拟新建“站桥合一”结构形式高铁站的模拟预测以及高铁站舒适度设计提供依据.

武汉火车站 现代化交通枢纽综合体

武汉火车站是一座运用全新理念设计的现代化综合交通枢纽。文章从城市副中心及站区规划、车站高架式立体空间布局、新型进出站流线模式、建筑形象与地域文化的契合、结构和节能环保技术的运用等方面,论述了车站建设与城市规划的相互作用以及车站建筑设计的突破与创新。

北京地铁大兴线西红门站结构设计

通过对北京地铁大兴线西红门车站设计的实践及总结,介绍了城市轻轨站桥合一型高架车站设计中荷载取值、荷载组合、结构计算、桩基础设计方面的情况。以供开展轻轨列车高架车站设计参考。