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《城市轨道交通高架车站结构动力分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。
1、从本学科出发，应着重选对国民经济具有一定实用价值和理论意义的课题。课题具有先进性，便于研究生提出新见解，特别是博士生必须有创新性的成果城市轨道交通高架车站结构动力分析提 要 针对高架车站结构特点,对其在列车动载作用下的动力响应进行分析,探索了一种高架车站动力分析的理论形式。关键词 城市轨道交通,高架车站,动力分析 高架车站是城市轨道交通(地铁、轻轨)结构与高架桥的有效融合,满足了高架车站建设中出现的新型结构体系。高架车站既的功能(行车和车站的综合功能)。目前上不是单一的房屋结构,也不是单一的桥梁结海和南京有许多空间框架式高架车站正处构,而是一种桥梁和房建
2、相结合的结构体于规划或建设之中。系。文献[1]列举了三种结构形式的高架车站,其中空间框架式车站结构性能较为独特,拟为本文的研究对象。1高架车站结构特点高架车站先形成空间框架结构(2～层),再在其上布置行车板梁(上设轨枕、钢轨等),供地铁或轻轨列车行驶。连续板梁通过支座单支撑于框架中立柱上,双支撑于图1课题份量和难易程度要恰当，博士生能在二年内作出结果，硕士生能在一年内作出结果，特别是对实验条件等要有恰当的估计。从本学科出发，应着重选对国民经济具有一定实用价值和理论意义的课题。课题具有先进性，便于研究生提出新见解，特别是博士生必须有创新性的成果 空间框架式车
3、站结构框架横梁上。列车荷载通过板梁和支座传空间框架式车站结构实质上把桥墩作递至站房结构的中立柱和框架横梁上。室为房屋框架结构的一部分(中立柱),框架纵内车站设置网架或网壳屋盖,露天车站仅设横梁均能对桥墩起到约束作用,结构整体性置防护栏和雨棚(图1中没有画出)。框架和稳定性好。高架车站不同于普通的车站建筑,它必须承受轨道列车直接的动力作用,活载占的比重大且受载点不断变化。列车动力荷载通过板梁和支座传递至站房结构的中立柱和框架横梁上,作用于整个框架体系,这是高架车站与一般房屋建筑的本质区别。图 高架车站细部图(桥梁与框架的连接)动力分析方法探索针对桥建合一高架
4、车站的结构特点,论文提出一种分析思路,该思路综合了桥梁和房建两种结构的分析理论和方法。通过建立两个动力模型求解高架车站在列车动载作用下的动力响应和受力变形规律。(1)首先把高架车站看为一个整体连续梁桥,支座以下的框架结构部分可以看作连续梁桥的一系列桥墩。高架车站按照连续梁桥的分析方法,建立二维的列车2桥梁动力分析模型,由Newmark2β法逐步积分,通过模拟分析求得作用在框架部分的时程荷载,也就是板梁通过支座传给一系列桥墩(实际为高架车站的框架结构部分)的动反力。(2)课题份量和难易程度要恰当，博士生能在二年内作出结果，硕士生能在一年内作出结果，特别是对实
5、验条件等要有恰当的估计。从本学科出发，应着重选对国民经济具有一定实用价值和理论意义的课题。课题具有先进性，便于研究生提出新见解，特别是博士生必须有创新性的成果在求得作用在框架结构上的时程荷载之后,以支座动反力为外荷载,通过有限元离散化,建立框架结构三维动力分析模型。采用国际通用的SAP9结构静动力分析程序,求解高架车站在列车荷载作用下的动力响应。其原理是采用子空间迭代法求算结构自振频率和振型,然后采用振型叠加计算动力响应。这就是笔者针对框架式车站的的结构特点所提出的“两步分析法”。这种分析方法所依据的假定如下:(1)在建立连续梁模型时,竖向刚度很大的框架部
6、分被视为一系列桥墩,认为是固定不动的。不考虑空间框架振动对车桥体系动力作用的影响。(2)为简化分析,仅考虑了车桥体系对框架部分的竖向作用。计算结果与分析3.1列车-桥梁体系动力分析图 二维车桥体系动力分析模型图 支座动反力的波形图表1是个支座冲击系数的比较。可以看出,随着速度的增加,各支座的动力系数相应增大;相同速度下各支座动力系数相差不大,但中间支座动力系数大于边支座。各支座动力系数表1 课题份量和难易程度要恰当，博士生能在二年内作出结果，硕士生能在一年内作出结果，特别是对实验条件等要有恰当的估计。从本学科出发，应着重选对国民经济具有一定实用价值和理论意
7、义的课题。课题具有先进性，便于研究生提出新见解，特别是博士生必须有创新性的成果3.框架体系动力分析在求得列车运行时作用在框架部分的动反力R(t)的波形后,即可以通过三维动力有限元程序(如ANALYSIS或SAP)来分析框架车站模型。图 框架动力分析模型该车站属“高架三层双侧式站台”的车站,横向框架为三柱二跨式(图1)。一期建成车站总长度为150m(远期190m),本工程在车站中部设一道伸缩缝,把结构分为两部分,每一部分六跨,每跨12m,共72m长。车站宽为24m。一层高516m,二层高418m,三层为站台层。各部分的截面尺寸如下:框架中柱×,框架边柱1.0
8、m×1.0m,框架横梁1.0m×,框架纵梁×1.1m。预应力混凝土
