地铁车站轨排井结构加强措施及布置方案分析

为改进地铁车站轨排井结构的设计,提高预留轨排井车站的受力性能,研究不同加强措施对地铁车站轨排井结构的影响,通过有限元模拟,进行了2种结构模型的对比,以及不同结构布置方案下轨排井车站的受力分析。结果表明:增设壁柱主要改变了结构侧墙的内力分布;双排桩围护对车站结构的侧向变形和顶纵梁范围内弯矩的减小有明显作用;拱形结构方案相对于传统的车站结构形式可使轨排井结构的受力更加均匀。     

预应力锚杆复合土钉墙的侧向变形

为了研究土钉加预应力锚杆复合土钉墙柔性支护结构的侧向变形,通过考虑柔性支护结构中土体自身的抗侧移刚度,将土体简化为无数个连续分布的土弹簧模型,并考虑土弹簧刚度随土体的塑性发展而折减.基于基坑开挖产生的土压力由土体、土钉和预应力锚杆按刚度大小共同分担的假定,以及预应力以外荷载的形式作用到土体的假定,得到柔性支护结构中土体在自身所分担的土压力荷载、预应力和地面超载的共同作用下侧移变形的计算方法.采用有限差分软件FLAC3d对某一工程实例进行数值模拟,并与采用该方法计算所得结果进行对比,结果显示两种途径所得变形基本一致,表明该方法可以计算柔性支护结构的基坑侧向变形.     

软土地铁车站结构形式对抗震性能影响的研究

为研究地铁车站结构的地震反应特性,结合上海某地铁车站的抗震性能分析,采用有限差分程序FLAC对车站的几种结构形式进行了数值模拟.研究结果表明:保持地铁车站截面的对称性对结构的抗震有利;当结构截面不能保持对称时,在截面形式突变的位置设置沉降缝,能够提高结构的抗震性能;车站与周边开发部位连接处侧墙的开孔尺寸对开孔处柱子及开孔下方车站连续墙内力影响显著.     

超大地面荷载下盾构工作井叠合结构的力学响应

为了解决现行盾构工作井的设计缺乏对超大地面荷载作用的验算问题，通过开展室内缩尺模型试验，研究盾构工作井从施工期到服役期在超大地面荷载下地下连续墙与主体结构侧墙所构成叠合结构的力学响应，并考虑盾构工作井周围土体中地下水的作用，探讨土体抗剪强度减小对超大地面荷载最大值的影响。结果表明：在超大地面荷载作用下，盾构工作井中隔墙的抗压刚度较大，以受压的形式承担了大量的荷载效应，导致叠合结构上部容易发生低应力水平下的整体水平位移，进而在围护结构底部发生失稳，导致整体破坏；主体结构侧墙在施工期的初始挠度及叠合结构整体水平位移使得叠合结构中地下连续墙承担了大部分内力；通过观测室内缩尺模型中叠合结构的变形量，由模型数据换算得到盾构工作井顶部极限超载为445.5 kPa,远大于盾构工作井周围土体地基承载力特征值130 kPa,验证了采用地基承载力对超大地面荷载下地面硬化进行设计的安全、可靠性。     

地面超载对下方地铁隧道二衬结构的影响分析

采用数值模拟方法,分析隧道上方超载的作用对下方地铁隧道二衬结构的受力影响,结果表明：在基坑JK1、JK2区段侧上方超载40kPa,将导致隧道二衬的结构弯矩发生明显改变。目前阶段尚未开挖土台,故土体对左线隧道的侧向约束较大,且基坑侧上方超载的相当部分荷载直接传递给了双排桩结构,故JK2区段侧上方超载对隧道二衬的结构弯矩影响相对较小。     

双层预应力大跨度地铁车站结构震害模拟与分析

以箱型双层预应力大跨度地铁车站开发为研究背景,采用动塑性混凝土损伤本构模型,用拉压损伤因子描述混凝土在循环荷载下的非线性与疲劳性能,综合考虑了震前土-结构自重应力、钢筋混凝土预应力和地铁车站结构的阻尼效应,对土-地铁结构相互作用系统地进行了地震过程的非线性数值模拟.分析了震害发生时大跨度预应力地铁车站结构的破坏过程、破坏形式和抗震薄弱位置.结果表明:地铁车站侧墙底部外侧首先产生裂缝,之后顶板中板在与侧墙连接处、跨中底部等位置出现裂缝,并迅速开展,部分位置甚至形成贯通裂缝;其中靠近底板位置处的侧墙外侧易产生竖向拉压破坏,顶板和中板的跨中及板在与侧墙连接处易产生水平向拉压破坏;侧墙与顶板底板连接处交替出现剪应力集中.靠近底板处的侧墙外侧与顶板在与侧墙连接处上侧位置破坏时间早,因而是影响框架安全的关键部位.     

缓倾斜液化场地地铁车站结构变形分析

为了研究缓倾斜液化场地对地基土-地铁车站结构地震反应的影响,探讨缓倾斜液化场地液化过程中地下结构的位移变形,采用有限差分软件FLAC3D建立缓倾斜液化场地地基土-地铁车站结构的数值分析模型,采用本构模型Finn对所建立的模型进行地震液化分析;通过分析地铁车站结构周围场地液化分布特征、位移云图和地面倾角分别为0°、 1°、 2°、 3°的4种工况下地铁车站的位移时程曲线,探讨地面倾角对周围场地、地铁车站结构的影响,分析4种工况下缓倾斜液化场地中地铁车站结构的位移地震响应。结果表明：在4种工况下,车站周围液化严重,液化分布基本呈对称分布,右侧底部液化程度随地面倾角的增大而增大;车站发生不均匀上浮并且发生逆时针偏转,底板左右两侧最大上浮差值达到6.2 mm;随着地面倾角的增大,土体出现流滑现象,当地面倾角为3°时,土体流滑位移达到1.6 m,并且车站结构发生33 mm的侧向位移;车站层间位移角随着地面倾角的增大而增加,当地面倾角为3°时,层间位移角超过规范限值。     

地下结构地震反应位移法地基弹簧刚度求解及影响因素分析

为研究地基弹簧刚度的影响因素,分别讨论土体弹性模量、土体泊松比、结构高度、结构宽度、结构埋深以及结构底板到基岩距离与地基弹簧刚度的关系,并基于静力有限元计算结果,提出考虑多因素作用的计算弹簧刚度的综合建议公式,以某两层三跨地铁车站结构为例验证该建议公式的有效性。研究结果表明：弹簧刚度随土体弹性模量增大呈线性增长,结构高度对边墙弹簧刚度影响较大,结构宽度对顶板、底板的弹簧刚度影响较大。利用综合建议公式计算所得结构内力与有限元法计算结果最接近,说明该公式适用于地基弹簧刚度简化计算。     

地面超载对土钉墙工作性能影响的有限元分析

为了揭示土钉墙在地面超载作用下的受力和变形规律,采用有限元方法,建立了整体三维有限元模型,模拟了某深基坑土钉支护的施工过程,分析了地面超载对开挖面水平位移、坑后地面沉降、坑底隆起以及土钉轴力的影响.结果表明:随着地面超载的增加,开挖面的水平位移、坑后地面沉降均近似呈线性增加,地面超载对坑底隆起的影响较小,地面超载对上部各排土钉轴力的影响要大于下部各排.     

高支模技术在地铁车站施工中的应用

根据在广州市轨道交通四号线[车陂南站～万胜围站]盾构区间土建工程,盾构始发井施工中所遇到的主体结构侧墙厚度达1800mm,侧墙一次浇筑的砼方量较大,属于大体积混凝土浇注;层间净空均超过5m,而侧墙支模为单侧模等问题,重点围绕如何确保侧墙模板支撑体系的刚度、强度是始发井主体结构施工的难点问题,进行施工技术攻关、施工组织策划,攻克了我司高支模技术在地铁车站施工中的应用,使盾构始发井得以优质、优效的顺利完成,为今后类似工程施工提供了参考.     

地铁车站端头井受力计算模型研究

针对上海轨道交通明珠线二期某地铁车站，提出采用空间梁一板单元模型分析车站端头井在施工过程中的受力和变形，并与传统的平面简化模型计算结果进行比较．计算结果显示：对于端头井墙体结构，两种方法计算得到的内力、变形和弯矩分布规律基本一致；对端头井上、下框架梁结构，采用空间梁-板单元模型计算，其内力变化较大，端头井空间效应显著，且可避免平面简化模型计算中框架梁出现轴向拉力这种失真现象．最后，建议采用空间梁-板单元模型分析地铁车站端头井结构．     

非对称开挖局部构件失效对支护体系的影响

针对非对称开挖基坑长度方向由局部破坏引发的基坑连续性倒塌问题,利用三维有限元软件PLAXIS 3D,采用构件拆除法对非对称开挖基坑局部构件失效情况下整体支护体系的响应进行了分析。结果表明:支撑失效后,位于失效区的桩产生卸荷效应,土压力降低,而邻近失效区反之,最近的未失效支撑处桩身弯矩增加较大;在支护桩失效后,失效桩同侧的未失效桩桩后土压力和弯矩显著上升,异侧减小;深侧桩通过支撑对浅侧桩产生向基坑外的推挤作用,深侧桩失效后,浅侧桩出现反推挤现象;土体最大沉降量浅侧较深侧小,沉降量随失效桩数增加愈来愈大而沉降范围基本不变;挖深差愈大土压力变化系数及弯矩传递系数愈大;挖深分界线改变对土压力及桩身弯矩影响均很小。提出了考虑连续性破坏时对支护桩配筋弯矩放大以提高支护结构冗余度的设计方法。     

地铁明挖车站单侧墙模板台车施工技术

通过某地铁车站明挖结构侧墙施工实例,本文从侧墙模板及支撑体系选型上,阐述了明挖地铁车站结构侧墙的模板台车施工工艺,形成了较为成熟的施工技术理论和实践。     

地下连续墙-桩组合基础的水平承载性能

地下连续墙-桩组合基础是将地下连续墙与桩基础结合的一种新型变刚度基础形式。从设计理念上讲,地下连续墙-桩组合基础具有较好的抵抗侧向变形的能力且兼具经济型,然而目前还缺乏从受力特性角度对该新型基础形式的受力机理进行系统的研究。基于开展的大比尺现场模型试验真实模拟新型组合基础在水平荷载下的受力,将试验和数值模拟结果对比得出基础的荷载与位移的变化规律。通过分析不同等级荷载下组合基础的变形特性,揭示基础的荷载传递规律,并对桩墙组合基础的水平承载力进行了初步近似计算。结果表明：水平荷载作用下组合基础出现整体倾斜破坏;墙身弯矩远大于桩身弯矩,桩墙弯矩随加载等级的递增而逐渐增大,且弯矩最大处位置与弯矩峰值位置不变;随埋深、荷载的增加,墙侧土压力呈现非线性变化,地连墙边侧土压力大于中间土压力,并且最大土压力出现在连续墙中下部。     

连续钢桁结合梁桥桥面系受力状态及与桥面系刚度的关系

以1座下承式连续钢桁结合梁桥为例,采用有限元法研究其桥面系的受力特性,考察中支座区域桥面系受力状态与混凝土板板厚、纵梁抗拉刚度及抗弯刚度的关系;针对纵横梁及混凝土板在中支座区域受力比其他区域突出的问题,探讨解决方案。研究结果表明：在中支座两侧节间内,随着纵梁抗拉刚度的增加,纵梁轴力增加速度逐渐减小,且低于抗拉刚度的增加速度;随着纵梁抗弯刚度的增加,纵梁竖向弯矩也增加;采用较高的纵梁或增加混凝土板厚对降低中支座区域纵横梁的应力效果并不明显;选择合适的纵梁高度并增加翼缘厚度或采用4根小纵梁的方法均可降低该区域纵横梁的应力水平,在中支座两侧节间内再布置横梁时,纵横梁的应力可进一步降低。     

双跨单柱地铁车站地震响应数值分析

运用有限元软件ANSYS,对某地铁浅埋暗挖段的两层双跨单柱式车站进行地震波加载分析。选取经调整后的天津波、Taft波和El Centro波来输入地铁车站模型进行时程分析,在车站侧墙上分别选取若干观测点计算其响应特性。对比在不同地震波作用下所造成的响应特征,发现侧墙上节点的位移随着高度的增加而增大,而车站底板和侧墙的交界处受到的应力较大,为结构的薄弱部分,在抗震设计时对该部分应引起重视。该研究结果可为地铁车站及其他地下结构的抗震设计提供借鉴。     

地铁风道近接下穿既有地铁车站引起的结构变形

为保证北京某新建地铁风道工程近接施工安全,借助FLAC3D软件对该风道CRD工法的施工过程进行动态数值模拟。计算模型为地层结构模型,土体材料模型采用摩尔-库仑准则。结果表明:既有地铁车站最大沉降量为2.54 mm,发生在该车站东南出入口及风道结构转接的位置,车站与出入口的连接处最大沉降量为0.63 mm。靠近新建地铁风道开挖一侧的既有车站出入口侧墙最大水平位移为0.49 mm,车站与出入口连接处的纵向最大水平位移为0.28 mm。新建地铁风道工程对既有地铁车站整体结构变形影响较小,既有车站最大沉降量及轨道最大差异沉降值均在安全范围内。该研究为地铁工程的设计与施工提供了有益参考。     

考虑邻近地下结构影响的基坑变形三维数值分析

基于摩尔库伦弹塑性本构,提出了考虑土体小应变刚度特征的数值分析方法,并在有限差分软件FLAC3D中实现二次开发.将提出的数值方法用于模拟某基坑的施工过程,该基坑邻近既有地铁车站,且坑内外分别存在横墙和立柱桩.将数值计算结果与实测数据进行对比,验证所提出的数值方法的有效性.进一步对比分析了有无立柱桩和坑内横墙时围护墙的变形特性.研究表明,由于基坑与车站间的土体宽度大于临界宽度值,其围护墙变形不受邻近车站地下结构的影响;立柱桩的存在能够减小主动区土压力,坑内横墙增加了被动区的抗力,使得围护墙变形明显减小.     

盾构井深基坑围护结构变形规律及信息化施工研究

深基坑工程围护结构受力变形的现场监测对保证基坑的安全稳定至关重要。以北京地铁10号线某盾构竖井深基坑工程为背景,阐述了地铁盾构井的监测方案,对桩体水平位移、钢支撑轴力、桩身弯矩及桩侧土压力等项目进行了现场监测,并分析了施工开挖过程对桩体水平位移、钢支撑轴力、桩身弯矩及桩侧土压力的影响。分析结果表明:基坑开挖过程中,围护桩的最大水平位移的发生位置逐渐下移,在顶板完成后,位于距离顶板8 m的位置处;第二道钢支撑在基坑开挖过程中受力始终最大;桩体最大弯矩值约为设计值的50%;桩侧土压力层状分布较为明显。     

延安地区某边坡双排抗滑桩支护分析

以延安黄土梁峁地区城市开发过程中出现的某建筑高边坡双排桩支护结构为研究对象,通过有限元程序Marc,建立数值计算模型,研究双排桩的受力机理。主要分析了桩土接触、桩体刚度、联系梁刚度、前后排桩体长度以及桩距对双排抗滑桩受力的影响。研究结果表明:随土体强度减小,后桩与土体的接触部分向桩顶发展,而前桩的接触部分则从桩顶向下减少;前桩上半部分拉应力较大,尤其在边坡根部,应力达到最大,而后桩的最大应力出现在桩顶部以下14～15m处;前、后排桩最大拉应力之比约为3/2,在承载力计算时,弯矩按3/2的比例进行分配;桩顶联梁的高度取桩身直径的60%～70%,前后桩净距取桩径的1.5倍～2.0倍较为合理。