上穿既有地铁的综合管廊三维地震响应研究

发布时间：2024-12-18 06:30

　　 以北京城市副中心城市综合管廊工程为背景,基于有限元理论,采用ANSYS程序建立上穿既有地铁的综合管廊计算模型,分析在EL Centro波作用下引起的动力数值响应特征。研究表明:(1)沿垂直管廊水平走向输入地震波,引起的最大水平及竖向位移分别为0.073 m和0.033 m;而竖向输入地震波只引起竖向位移,最大值为0.145 m;双向(垂直管廊水平走向和竖向)同时输入地震波引起水平的位移响应与单独水平方向输入有明显的差别,而产生竖向位移与单独竖向输入有良好的一致性。(2)双向输入地震波引起管廊在水平和竖向的加速度峰值分别为0.886g、0.819g,明显大于单向输入引起的加速度响应(0.52g、0.75g)。(3)结构的应力峰值主要在第2～5s持续波动,双向输入产生的Mises应力峰值为2.46 MPa,远大于单方向地震输入产生的Mises应力(0.92 MPa、0.71 MPa)。

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【部分图文】：

图1 综合管廊现场施工

如图1所示，管廊横截面采用双仓结构，左仓室净宽6.65m，右仓室净宽7.35m，总净宽16.4m，内净空高3.4m;顶板、侧墙、中隔墙厚度均为0.8m，管廊底部采用深孔注浆加固，加固深度为1.96m，两侧均采用混凝土旋喷加固，喷射厚度为1.0m。2计算模型建立

图2 三维有限元模型

由于土体本身结构的复杂性，而本文的研究对象是地震对综合管廊的影响，故将土体模型可简化为弹性模型。综合管廊采用C30混凝土进行衬砌，并用C25混凝土进行加固，地铁采用C30混凝土进行衬砌，土体采用3维8节点的solid185单元进行模拟。管廊和地铁采用solid65单元模拟，土体及....

图3 监测点布置示意图

为了更好地反映出地震对管廊结构的影响，并研究其地震响应特征，需在该模型中部综合管廊横截面处设置若干个监测点(如图3)，获得相关数据以进行下一步的分析。2.2.3地震波输入

图4 EL Centro波加速度时程曲线

本模型采用ELCentro波作为输入波源，选取该地震波前10s内持续输入，在ANSYS中用APDL命令流方式进行施加，施加方向为沿垂直管廊走向的水平X方向(以下简称X方向)、沿管廊纵向的竖直Y方向(以下简称Y方向)及水平和竖直耦合X+Y方向(以下简称X+Y方向)，通过输入加速....

本文编号：4017076