盾构隧道拓展地铁车站结构抗震分析

发布时间：2020-06-22 14:11

【摘要】：城市地铁地下结构的抗震研究是近年工程界的重要研究课题,盾构隧道拓展修建地铁车站为解决特殊条件下城市地铁车站建设提供了重要施工工法,该方法形成的车站结构受力情况复杂、断面型式特别,对于这类型车站结构抗震性能的研究一方面可以完善盾构拓展法修建地铁车站的设计与施工体系,另一方面可以为今后复杂断面形式结构的抗震研究起到参考与借鉴作用,具有重要的研究意义。本文在该课题组的研究基础上,采用MIDAS_GTS、ABAQUST等数值计算软件,建立反应位移模型、横+竖向同时输入地震动的动力时程分析模型以及静力弹塑性Pushover分析模型,对三种不同内径的盾构隧道拓展地铁车站结构进行地震反应分析,全面地研究其抗震性能。主要工作及结论如下:1、采用MIDAS_GTS软件建立反应位移法荷载—结构模型,分析结构的横向变与结构的内力,对结构的抗震性能作出初步的评价,结果表明:内径7m盾构隧道拓展地铁车站方案与内径8.1m盾构隧道拓展地铁车站方案横通道处结构的层间位移角超过《城市轨道工程设计规范》(DB11-995-2013)规定的层间位移角弹性限值,其余的层间位移角均小于该限值;2、采用MIDAS_GTS软件建立三维动力时程分析模型,对每种内径的盾构隧道拓展车站结构方案分别采取横向单一地震动输入与横竖向地震动同时输入两种地震动输入工况,研究横竖向同时输入地震动时结构的地震反应,通过与横向单一地震动输入工况进行对比发现,竖向地震动的输入对结构的变形与内力反应影响较小(增大20%～30%),而对结构立柱轴力的影响显著(增大200%左右),因此,在对盾构拓展地铁车站结构进行抗震分析时应充分考虑竖向地震动的作用;3、通过ABAQUS软件建立静力弹塑性Pushover分析模型,采用混凝土损伤塑性本构模型(CDP模型)模拟结构混凝土的塑性行为,摩尔-库仑本构模型模拟地层的塑性行为,对盾构拓展车站结构进行Pushover分析,分析表明:随着地震输入的增大,结构的相对变形也在不断增大,当峰值地面相对位移(PGRD)大于5cm时,结构进入弹塑性工作状态,当峰值地面相对位移(PGRD)大于15cm时,结构趋于破坏。
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU352.11;TU93;U231.4
【图文】：

逦北京交通大学硕士论文逦逡逑拓展车站的关键接头的力学性能进行了原型试验研宄，并用数值方法对试验结果逡逑做了拓展分析。庞俊英［１５］对盾构拓展地铁车站施工阶段关键部位的内力变化规律逡逑进行了分析，并从工程造价的角度对盾构拓展车站的经济技术指标进行了分析。逡逑综合拟建工程的具体背景与前期的研究，最终形成了下面三种针对不同内径盾构逡逑隧道拓展地铁车站的设计方案，如图１－１￣图１－５。为了盾构拓展车站建设方案的逡逑技术研究的完整性，张语通［１６］对盾构拓展地铁车站横向的抗震性能进行了分析，逡逑对比了采用不同的抗震设计方法计算得到的结构重要部位内力的差别，但是，没逡逑有对结构在横向＋竖向同时施加地震荷载以及结构在不同强度的地震荷载作用下逡逑的结构地震反应进行分析。虽然到目前为止，这种类型的车站结构在国内尚未有逡逑工程应用，但是，国外已有许多成功的案例。逡逑

进行了分析，并从工程造价的角度对盾构拓展车站的经济技术指标进行了分析。逡逑综合拟建工程的具体背景与前期的研究，最终形成了下面三种针对不同内径盾构逡逑隧道拓展地铁车站的设计方案，如图１－１￣图１－５。为了盾构拓展车站建设方案的逡逑技术研究的完整性，张语通［１６］对盾构拓展地铁车站横向的抗震性能进行了分析，逡逑对比了采用不同的抗震设计方法计算得到的结构重要部位内力的差别，但是，没逡逑有对结构在横向＋竖向同时施加地震荷载以及结构在不同强度的地震荷载作用下逡逑的结构地震反应进行分析。虽然到目前为止，这种类型的车站结构在国内尚未有逡逑工程应用，但是，国外已有许多成功的案例。逡逑图］－１盾构内径７ｍ岛式站台结构方案逡逑Ｆｉｇ．邋１－１邋Ｉｓｌａｎｄ邋ｐｌａｔｆｏｒｍ邋ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ邋ｓｃｈｅｍｅ邋（７邋ｍｅｔｅｒｓ邋ｓｈｉｅｌｄ邋ｄｉａｍｅｔｅｒ）逡逑ｒ逦ｒ逦■］逡逑！逦Ｉ逦Ｉ逡逑图１－２盾构内径７ｍ侧式站台结构方案逡逑Ｆｉｇ．邋１－２邋Ｓｉｄｅ邋ｐｌａｔｆｏｒｍ邋ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ邋ｓｃｈｅｍｅ邋（７邋ｍｅｔｅｒｓ邋ｓｈｉｅｌｄ邋ｄｉａｍｅｔｅｒ）逡逑图１－３盾构内径８．１ｍ岛式站台结构方案逡逑Ｆｉｇ．邋１－３邋Ｉｓｌａｎｄ邋ｐｌａｔｆｏｒｍ邋ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ邋ｓｃｈｅｍｅ邋（８．１邋ｍｅｔｅｒ

【参考文献】

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本文编号：2725784