以某高架站台设计为例探讨钢结构在建筑中的应用

随着我国工业制造水平不断提高,以及国家政策进一步推进,大力发展预制装配式建筑将是重中之重。文章以北京某高架站台为例,通过有限元分析,创新性的研究钢结构装配式高架站台的可行性,希望对从事相关设计的工作人员有所帮助。

重庆轨道交通高架站台空调等候室夏季热环境调查研究

通过热舒适问卷调查和现场环境参数测量的方法,对重庆轨道交通3个高架站台的空调等候室(AWR)的夏季热环境状况进行了调查。研究结果表明:AWR室内空气温度范围为25.0~31.2℃,平均风速为0.23 m/s;女性比男性更能接受偏热的环境;站姿乘客比坐姿乘客更感觉舒适;处于站立位的乘客普遍比其他位置的各项指标偏中性;乘客对AWR的期望偏向于风速稳定现状,降低温度;整体AWR基本满足Ⅱ级热舒适等级;PMV模型不太适用于高架站台AWR,而采用aPMV更接近mTSV,当aPMV(mTSV)等于0时,热中性温度为26.1(25.8)℃,相差0.3℃。

某高架站台雨棚钢结构施工技术

结合某市轨道交通车站雨棚钢结构施工实例,对城市高架站台雨棚钢结构施工技术进行了研究,解决了长大钢结构制作、超高度吊装的难题,为其他类似工程施工提供了经验和指导。

独柱高架站台组合结构体系设计及分析

高架站台作为城市轨道交通的枢纽,具有站桥合一的特点。针对"干"字形独柱-长悬臂体站台的复杂结构,采用钢-混凝土组合结构体系方案进行优化,介绍了工程设计中结构建模,构件设计,抗震性能等关键技术问题。分别采用有限元计算软件MIDAS.GEN和MSC.MARC进行反应谱法设计及罕遇地震作用下弹塑性时程分析。分析结果表明:基于通用有限元程序MSC.MARC二次开发的纤维模型,适用于组合结构体系的非线性分析,能高效准确地模拟罕遇地震作用下站台结构的动力弹塑性行为;采用组合结构的高架站台结构能有效减小自质量,降低地震作用,提高抗震性能,实现结构轻量化的设计目标。

基于混合消能减震技术的组合结构独柱高架站台抗震性能研究

结合高性能组合结构形式以及混合消能减震体系的双重技术优势,研发了适用于独柱长悬臂式高架站台结构的抗震体系。采用有限元分析软件MSC. MARC分别对该体系进行了强震作用下的静力弹塑性分析和动力弹塑性时程分析。分析结果表明基于MSC. MARC二次开发的纤维模型和采用宏观本构的一维非线性弹簧模型能高效准确地模拟站台结构的非线性动力特征以及损伤破坏规律。混合消能减震技术可显著提高结构的刚度和承载力,在降低主体构件耗能的同时增强结构的整体耗能能力。在体系层面,混合消能减震技术可明显改善结构刚度分布不均匀带来的不利影响,有效地降低结构的整体变形和层间位移角;在构件层面,消能减震体系能减少或避免主体构件的出铰,有效地降低主要承重构件的截面应力水平,降低悬臂梁所承受的扭矩。值得注意的是,在混合消能减震体系中,由于结构的各个薄弱环节均得到了加强,未受到消能减震构件保护的其他结构构件的地震响应可能会被放大。

地铁同站台高架换乘车站火灾全尺寸实验研究-(1)火灾场景设计

为研究地铁同站台高架换乘车站火灾烟气蔓延特性和防排烟技术,对具有该换乘形式的某实体车站进行全尺寸火灾实验方案设计,结合车站通风排烟模式和列车运行模式,对站厅层、站台层和设备区分别设计不同规模的火灾场景,同时在站内各防烟分区设计安装烟气温度测量装置和流速测试装置,实现同站台高架换乘车站不同结构空间内烟气危险性参数的实时测量。按照本文设计的实验方案在该车站开展了一系列全尺寸实验,后续的研究中将详细介绍不同火源规模、火源位置、通风方式和列车运行模式下的实验结果。

地铁同站台高架换乘车站火灾全尺寸实验研究—(2)站厅火灾

为了研究地铁同站台高架换乘车站火灾情况,在地铁同站台高架换乘车站站厅层应急疏散路径关键节点部位开展0.25~0.75 MW规模的全尺寸实验,结合流速、烟气温度和现场观测情况,对自然通风条件下不同部位起火时的火灾危险性进行分析。结果表明:该结构车站站厅火灾危险程度受火源规模、装修形式和通风条件的影响,站厅中部闸机附近起火时,火源阻塞了站厅中部的疏散路径,掺混大量空气的低温烟气在站厅两侧出站闸机处沉降至地面高度;楼扶梯入口处起火时,站内各区域能够形成稳定的烟气分层,人眼高度能见度较高;出入口附近起火时,受自然风的影响,火源下风向区域烟气沉降严重,人眼高度的能见度较低,不利于人员疏散;在实验火灾规模下站厅各区域沉降至危险高度的烟气最高温度为30~41℃。针对此类结构车站站厅的防排烟设计,应综合考虑出入口空间布局和吊顶形式对火灾危险性的影响,利用自然风压形成一定通风换气量,同时,应将掺混空气的低温烟气控制在较小区域内,确保人员疏散路径的能见度和烟气浓度处于安全水平。

地铁同站台高架换乘车站火灾全尺寸实验研究-(4)设备区火灾

为了研究地铁同站台高架换乘车站的设备区火灾,在某同站台高架换乘车站的设备区开展现场火灾实验,对设备区走廊顶棚烟气温度、烟气沉降作用和危险高度烟气温度变化情况进行分析。研究结果表明:设备区火灾烟气扩散过程受火源位置、外界自然风压、安全出口分布和开启情况的影响较大。安全出口均开启时,自然风下风向的烟气蓄积作用较为明显,顶棚烟气温度较高,火灾危险性较大;火灾过程中,设备区大部分走廊区域均能形成稳定的烟气分层,烟气层高度为2.4~2.8 m,自然通风条件下大部分区域烟气沉降最低高度在1.5 m以下,部分区域可降至地面高度,开启排烟风机后升高至1 m以上;设备区走廊区域起火时,在0.125 MW的火灾规模下,烟气扩散区域危险高度处的最高温度达到45℃;设备房间内起火时,在0.06 MW的火灾规模下,经过填充和沉降过程,扩散至走廊区域的烟气温度较低,危险高度处的烟气最高温度为32℃,火灾危险性较低。在含多个走廊和房间的设备区火灾防排烟设计中,应考虑起火位置和不同季节自然风对疏散路径火灾危险性的影响。

地铁同站台高架换乘车站火灾全尺寸实验研究—(3)站台火灾

为了研究地铁同站台高架换乘车站台火灾情况,通过在某同站台高架换乘车站的大空间站台层区域开展0.25~1 MW规模的现场火灾实验,对烟气温度、烟气层高度和烟气蔓延时间进行分析,并建立了该类型车站站台区域顶棚烟气分布和烟气扩散时间的经验模型。研究结果表明:站台不同高度顶棚下方烟气温度呈指数分布趋势,且温度衰减速率随火源功率的增加而降低;受火源位置、顶棚结构和自然排烟的影响,站台层不同部位的烟气层高度有所差异,起火站台的烟气层高度在火源附近较高,在纵向方向呈逐渐降低的趋势,未起火站台火源断面位置处的烟气层高度较低,在纵向方向呈逐渐升高的趋势,现场应急救援和客流疏散中应充分重视未起火站台的危险性,同时防排烟设计应尽可能提高站台顶部排烟口总面积以降低烟气在扩散过程中的质量流量;烟气蔓延时间受火源功率的影响较大,在纵向方向与扩散距离呈线性增长趋势,随着火源功率的增加,烟气扩散速度逐渐升高,在0.25,0.5和1 MW的火灾规模下烟气扩散速度分别为0.33~0.4,0.41~0.43和0.45~0.81 m/s。

BRT高架桥站台人行楼梯工作性能研究

人行楼梯作在BRT高架桥梁站台中承担着竖向交通功能,为掌握其工作性能,进行了外观检查和结构检测。首先,介绍了外观检查的内容以及典型的病害;其次,对结构检测的内容、方法以及结果进行了描述,并详述了环境脉动试验的过程和分析方法;最后,根据检测结果给出了养护建议。通过检测可以很好地掌握楼梯当前的工作性能,得到下一步的养护策略,并为同类结构的检测和养护提供参考。

高架站弧形变截面箱梁钢结构雨篷施工技术

结合某市城市轨道交通变截面箱梁钢结构雨篷施工实例,对高架站变截面箱梁钢结构雨篷制作质量控制及场地受限吊装施工展开了技术研究,解决了变截面箱形梁制作安装过程中质量控制及场地受限时吊装过程中的难题,为其他类似工程积累了经验。

巴西里约热内卢的高架桥联结工程与新地铁工程

介绍巴西里约热内卢的高架桥的连接工程，及其所用的变高度鱼腹式预制混凝土梁的特点，新老结构连接的方法。还介绍了市内新地铁工程中地面上跨线高架结构站台的特点，包括所用的梁与站台结构。

预制装配式高架铁路站台施工技术

随着城市轨道交通建设的快速发展,高架站台结构的设计和施工也面临着越来越多的挑战。为提高高架铁路站台的施工效率,减少与线路桥面系间的施工工序干扰,提出将高架站台的结构形式由传统的现浇混凝土结构调整为装配式钢结构框架+预制板结构,并以怀柔南站、密云站为依托工程,对预制装配式高架铁路站台施工技术中关键的深化设计、构件质量控制、现场施工等各方面要点进行了说明和介绍,取得了较好的环保、经济和社会效益,为高铁高架站台结构的施工提供了一种新的思路和方法。