移动列车荷载作用下地铁换乘节点中板内力分析
地铁换乘车站结构内力计算分析
ＣＡＬＣＵＬＡＴ Ｉ ｏＮ ＡＮＤ ＡＮＡＬＹＳ Ｉ Ｓ ＯＦ ＴＨＥ Ｓ ＴＲＵＣＴＵＲＥ ＤＥＳ Ｉ ＧＮ ｏＦ Ｓ ＵＢＷ ＡＹ ＴＥＲＣＨＡＮＧＥ Ｓ ＴＡＴＩ ｏＮ
Ｃ ＨＡＩ Ｊ ｕ ｋ ｕ ｉ
（ Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ｒ ａ ｉ ｌ ｗ ａ ｙ Ｅ ｎ ｇ ｉ ．Ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ Ｃ ｏ ｎ ｓ ｕ ｌ ｔ ｉ ｎ ｇ Ｇ ｒ ｏ ｕ ｐ Ｃ ｏ ． ，Ｌ ｔ ｄ ． ，Ｂ ｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ １ ０ ０ ０ ５ ５ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
ｌ ｏ ｗ ｔ ｕ ｎ ｎ ｅ Ｉ
１ 工 程 概 况
地下结 构 由闭合 结 构 形 成 ， 属 于超 静 定 结 构 形
式 。考虑到结构与周 围岩石 的相互 作用 ， 弹性反 作用
某地铁站有 １ ０ ｍ 岛式 站 台 ， 是单 拱 单 柱 结 构 形
式。车站总长 ２ ０ ０ ｍ， 宽２ ０ ｍ， 高１ ５ ． ６ ｍ， 是复合 衬砌 结
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｉ ｎ ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ，ａ ｔ ｈ ｒ ｅ ｅ － ｄ ｉ ｍｅ ｎ ｓ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｉ ｆ ｎ ｉ ｔ ｅ ｅ ｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｉ ｓ ｕ ｓ ｅ ｄ ｔ ｏ ａ ｎ ｌｙ ａ ｚ ｅ ｔ ｈ ｅ
地 铁 换 乘 车 站 结构 内力计 算 分 析
柴聚 奎
（ 中铁 工程设计咨询集 团有 限公司 ． 北京 １ ０ ０ ０ ５ ５）
【 摘 要】以某地铁岛车站主结构单拱、 单柱复合衬砌结构为研究对象， 采用三维有限元分析方法对其进行
分析计算 。根据地下工程有限元 分析的原则和要求 ， 利用有 限元 软件 Ｍ Ｉ Ｄ Ａ Ｓ ／ Ｇ Ｔ Ｓ 计 算分析 了主体结 构荷载效应
地铁列车移动荷载作用下饱和软黏土地基动力响应及长期累积变形
地铁列车移动荷载作用下饱和软黏土地基动力响应及长期累积
变形
周捡平;陈页开;匡月青;许俊豪
【期刊名称】《科学技术与工程》
【年(卷),期】2018(18)22
【摘要】为了研究地铁列车荷载反复作用下饱和软黏土地基的动力响应和长期累积变形,通过进行室内固结不排水动三轴试验,得到了地基累计变形计算参数,并建立了车辆-轨道相互作用动力学模型,对列车反复荷载作用下软土地基的动力响应和累积塑性变形进行研究。
研究结果表明:土体中的累积塑性应变随深度逐渐减小,同样的深度位置,累积塑性应变随荷载作用次数增加而增加;在车辆荷载作用的早期,累积变形的增长速率最大,随着荷载次数的增加,累积变形的增长速率逐渐减小,且累积变形曲线有明显的拐点。
【总页数】7页(P137-143)
【关键词】列车荷载;室内循环三轴试验;轮轨力;塑性累积变形
【作者】周捡平;陈页开;匡月青;许俊豪
【作者单位】华南理工大学土木与交通学院
【正文语种】中文
【中图分类】U213.1
【相关文献】
1.地铁振动荷载作用下隧道周围饱和软黏土动力响应研究 [J], 张曦;唐益群;周念清;王建秀;赵书凯
2.列车移动荷载下饱和软黏土地基的长期沉降计算 [J], 陶明安;沈扬;王鑫;王保光;杜文汉
3.地铁荷载下饱和软黏土累积变形特性 [J], 闫春岭;唐益群;刘莎
4.长期反复荷载作用下软黏土地基的变形特性 [J], 师旭超; 孙运德; 士贺飞
5.运营期地铁列车振动下软黏土的动力响应及变形研究 [J], 袁庆利
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
某十字换乘车站空间受力分析
某十字换乘车站空间受力分析摘要：本文对某地铁车站“十”字换乘节点处利用有限元程序进行空间受力分析，着重介绍了模型建立，模型边界选取等问题。
计算实例表明：对于车站换乘节点这样空间体系复杂结构，采用空间三维模型能够较真实的模拟其受力状态趋势。
并根据计算结果，为设计确保结构薄弱环节安全，提供设计依据。
关键词：地铁车站;换乘节点;有限元;结构内力Abstract: this paper using finite element program analysis on spatial stress of a cross transfer metro station，introduce the model establishment, boundary selection, etc. Calculating examples show that, for such complex spatial structure, the station of interchange connections, adopts three-dimensional model can simulation of the actually state well. According to the calculated results, can provide the theory basis for the design in weak part to ensure the structure safety.Key words: subway station；interchange connections；finite element ；structural internal force工程概况该车站位于某市中心主干道“十”字路口下。
1号线车站与远期实施的4号线车站成“十”字换乘（见图1）。
由于该站位处于市中心繁华商业地带，来往客流人大，故在车站设计时在换乘节点地下一层设置一直径约60m的圆形换乘大厅。
移动荷载下的结构内力分析模板.pptx
以作主梁k截面的弯矩Mk影响线为例。
取纵梁CD考虑，见图(b)。
FP=1 x
C
D
ab (d-x)/d d x/d
(d-x)/d
x/d
A
2019-10-10
C (bk) D 感谢你的阅读
B
45
图(c)所示为主梁在直接荷载下的Mk影 响线图。
(d -x )/d
x /d
A
y C y k y D Ck D
(c) 主梁在直接荷载下的Mk影响线图
2019-10-10
感谢你的阅读
46
根据叠加原理，可将由C、D两点传来的 力分别乘以主梁在直接荷载下影响线中C、 D两点上的竖标，即可得到在间接荷载下 主梁影响线方程，即：
Mk
dx d
yC
x d
yD
2019-10-10
感谢你的阅读
(a)
47
将CD纵梁两端的x值代入式(a)，得：
(c) 主梁在直接荷载下的Mk影响线图
2019-10-10
感谢你的阅读
42
y Cy ` k y D A C kD
B
(d) 主梁在间接荷载下的Mk影响线图
2019-10-10
感谢你的阅读
43
AC kD
B
(e) 主梁在间接荷载下的FQk影响线图
2019-10-10
感谢你的阅读
44
3.间接荷载下影响线制作方法
2019-10-10
感谢你的阅读
49
例12-3-1 作图(a)所示梁的MD、 FQB影响线。
解：各量值的影响线图绘制见图示。
x
G A
D
F P= 1 B
C
地面列车荷载作用下地屏障对建筑楼板的隔振效果分析
地面列车荷载作用下地屏障对建筑楼板的隔振效果分析地屏障是指位于地面上或地下的隔音、减振结构，它的作用是隔绝地面车流振动的传递，从而减小对建筑楼板的振动影响。
本文以地铁作为研究对象，通过有限元分析方法，研究地屏障对建筑楼板在不同荷载作用下的隔振效果。
首先，基于地铁车辆荷载参数，建立了地铁和建筑之间的耦合模型。
模型包括地铁车辆、轨道、地铁隧道、混凝土地屏障和建筑楼板等主要结构部件。
其中，建筑楼板采用钢筋混凝土双向板，厚度为200mm。
地铁隧道采用浅埋结构，深度为10m，宽度为8m；轨道采用国家标准钢轨，模拟地铁列车在轨道上行驶的受力情况。
为了研究地屏障对建筑楼板的隔振效果，采用了频率响应法，模拟了不同荷载作用下的系统振动响应。
考虑了地铁列车速度、轨道限制和土体的影响，分别分析了取向垂直和平行的两种情况。
计算结果表明，采用地屏障可以有效降低地铁振动对建筑楼板的影响，其隔振效果与地层材料的类型、厚度、剪切波速等因素有关。
具体来说，对于取向垂直的情况，在建筑楼板振动主频点处，地屏障的隔振效果约为15dB。
在低频段，地屏障起到了明显的减振作用，振幅下降了70%以上。
而在高频段，隔振效果显著降低，振幅下降约20%。
对于取向平行的情况，在建筑楼板振动主频点处，地屏障的隔振效果约为10dB。
在低频段，相较于垂直方向，地屏障的减振效果略有下降，振幅下降了60-70%。
在高频段，隔振效果也呈现出明显的下降趋势，振幅下降约20-30%。
综上所述，地屏障可以有效降低地铁振动对建筑楼板的影响，取向垂直时隔振效果更为明显。
然而，隔振效果随着频率的变化而发生变化，在高频段隔振效果明显下降，需要采用其他措施予以增强。
此外，地层材料的类型、厚度、剪切波速等因素也会影响隔振效果，需要进一步研究优化地屏障结构设计。
地铁十字换乘车站换乘核心区域行车中板受力分析
地铁十字换乘车站换乘核心区域行车中板受力分析
富翔昕
【期刊名称】《北方交通》
【年(卷),期】2011(000)001
【摘要】地铁十字换乘车站的换乘节点核心区受力较复杂,以上侧下岛双层十字换乘车站为例,车站中板作为列车的行车道板,需要在设计过程中考虑行车荷载的影响.采用大型有限元软件Midas Civil,采用影响面分析考虑行车荷载后的中板受力分析,确定了最不利工况,找到了应力集中部位,为设计提供了理论依据,保证车站结构的安全.
【总页数】3页(P57-59)
【作者】富翔昕
【作者单位】辽宁省交通规划设计院,沈阳,110166
【正文语种】中文
【中图分类】U231+4
【相关文献】
1.地铁十字交叉换乘车站全暗挖同步建造技术 [J], 黄美群
2.地铁十字换乘车站预留换乘节点的结构计算分析 [J], 黄珂;林蓼
3.地铁十字换乘车站全尺寸实验研究:Ⅰ.站厅火灾 [J], 田向亮;钟茂华;陈俊沣;刘畅;仇培云
4.地铁十字换乘车站全尺寸实验研究:Ⅱ.站台火灾 [J], 钟茂华;陈俊沣;陈嘉诚;仇培云;温晓虎
5.地铁多线换乘车站火灾模型实验研究—(2)十字换乘车站火灾 [J], 陈俊沣;钟茂华;程辉航;龙增;杨宇轩
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
列车荷载作用下轨道和地基的动响应分析
列车荷载作用下轨道和地基的动响应分析
边学成;陈云敏
【期刊名称】《力学学报》
【年(卷),期】2005(037)004
【摘要】分析了列车运动荷载引起的应力波在轨道结构和周围地基中的传播,用动力子结构方法求解了铁路轨道和多层地基的相互作用问题,特别是在模型中考虑了轨枕离散支撑的作用.研究的对象结构包括列车运动荷载和受轨枕支撑的钢轨,以及下面的无限分层黏弹性地基.通过傅里叶变换求解微分形式的支配方程,得到了在频域和波数领域中的钢轨以及周围地基的振动准解析解,而响应时程则通过傅里叶逆变换得到.利用结果可以评估高速铁路列车运行时产生的轨道与周围地基的振动强度;同时提出了一种直观的方法来确定轨道与地基中产生共振时列车运行的临界速度.
【总页数】8页(P477-484)
【作者】边学成;陈云敏
【作者单位】浙江大学土木工程系,杭州,310027;浙江大学土木工程系,杭
州,310027
【正文语种】中文
【中图分类】TU435
【相关文献】
1.列车荷载作用下轨道动力响应的有限元分析 [J], 刘朝阳
2.地震和列车作用下轨道交通桥梁的响应分析 [J], 柳春光;刘哲;孙国帅
3.移动荷载作用下轨道路基动力响应分析 [J], 聂志红;刘宝琛;李亮;阮波
4.移动荷载作用下轨道位移响应分析 [J], 戚双星;王长林;张玉红
5.移动荷载下轨道-隧道-地基振动响应分析 [J], 黄强;刘干斌;冯青松;黄宏伟;洪方岳
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
列车移动荷载下高速铁路板式轨道路基动力性态的全比尺物理模型试验
图 1 全比尺板式轨道路基试验平台 Fig. 1 Full-scale test platform of slab track railway
356
岩 土 工 程 学 报
2014 年
移动荷载作用下的轨道–路基动力学试验研究。为了 保证本文试验结果与现场实测结果的可比性，试验模 型采用了与现实高速铁路一致的设计规格，轨道结构 和路基各结构层的尺寸、类型和填筑质量与在建高速 铁路保持一致。 1.1 地基 地基土体采用东南沿海广泛分布的钱塘江粉土， 最优含水率为 18%，物理特性如表 1 所示。采用分层 夯实的方法填筑，通过控制填土的密度以达到填筑要 求。 填土含水率为 18%， 压实的目标密度为 1.80 g/cm3， 填土平均值压实系数为 94.2%。
Abstract: The dynamic performances of ballastless high-speed railways under moving train loads, such as vibration behaviors and dynamic soil stresses, are two important issues in the design and maintenance of high-speed railways. Based on an established full-scale physical model for slab tracks, a distributed loading system consisting of eight high-performance hydraulic actuators is developed to simulate the moving train loads with the highest speed of 360 km/h. The tests results such as vibration velocity and dynamic soil stress are offered for a better understanding of dynamic behaviors of slab tracks at various train speeds. The vibration velocity of track structure exhibits an approximately linear tendency with the train speed, while it begins to grow faster until the train speed reaches 180 km/h. The roadbed acts as a nice damping layer for vibration reduction. Although the dynamic soil stress at roadbed surface is much lower in ballastless tracks than that in ballasted tracks, it decreases much slowly with the soil depth in ballastless tracks. Meanwhile, the dynamic amplification coefficient of soil stress is found to be related to both the train speed and the soil depth. An improved empirical formula is then proposed to determine the dynamic soil stress of ballastless high-speed railways. Key words: high-speed railway; full-scale model test; distributed loading system; vibration velocity; dynamic soil stress
《北京交通大学学报》2011年总目次第35卷1—6期
峰， 董
平， 张宏科（６ ３）
分离机 制下 一种 互联 网安全 接入方 法 …… …… …… ……… …… ……… …… ……… 王 凯 ， 高阳 阳， 秦雅 娟 （２ ４）
介入移动汇聚节点的无线传感器网络高效数据收集方法……………………………………… 程紫尧， 云（８ 刘 ４） 对等网络视频点播系统中的用户行为研究 …………………………………………… 郑 毅 ， 陈常嘉， 黄
Ｃ ￣３ 列控 系统 车地交 互流程 形式 化建模 与验 证 ＴＣ 级
……… …… ……… ……… … 刘 中田 ， 吕继 东 ， 孙伟 亮 （６ ７）
电压暂降对单相 Ｖ 、牵引变压器的影响 ……………………………………………………… 李华伟 ， ／厂 范 Ｖ Ｍ 动态响应特性 的研究 Ｒ
瑜（２ ８）
模块 组合 型多 电平变 换器 的控 制策略 … …… …… ……… ……… …… …… …… 杨 晓峰 ， 孙
迅 ， 中平 ， １３ 杨 等（３ ）
Ｑ Ｎ Ｏ Ｓ网络最大延时性能分析［ ］ ………………………………………… 熊 轲 ， Ｔ ＰＳ 英 裘正定， 张 【 ３ 】 第 期
具 有液 晶相 的 四烷 氧基 苯并 菲一，一 醌 的合成 １４二 ……… …… …… ……… ……… 孔翔 飞 ， 志群 ， 何 许
伟 （３ ） １２
涛， 裴晓辉 ， （３ ） 等 １６
同 向平行 双螺 杆挤 出机 传动 齿轮 系 的多 目标优 化 … …… …… …… …… …… ……… …… … 温伟 刚 ， 张金 鹏 （４ ） １０
基 于虚拟装配体绑定的产品层次化装配序列生成…………………………………… 宋泾舸 ， 查建 中， 陆一平（４ ） １５
地面列车荷载作用下地屏障对建筑楼板的隔振效果分析
地面列车荷载作用下地屏障对建筑楼板的隔振效果分析地面列车荷载作用是城市地铁系统中的重要问题，其荷载作用对地铁隧道和地面结构的影响是非常显著的。
而地屏障对建筑楼板的隔振效果分析，也是很多城市地铁系统中需要考虑的问题。
本文将对地面列车荷载作用下地屏障对建筑楼板的隔振效果进行分析，旨在为城市地铁系统的设计和施工提供一定的参考和指导。
一、地面列车荷载作用下地屏障的作用原理地面列车荷载作用是指地铁列车在行驶过程中对地面的荷载作用，主要包括动荷载、静荷载和振动荷载等。
而地屏障是为了减小地面列车荷载对周围建筑物的影响而设置的一种隔离装置。
其作用原理主要包括两个方面：1. 阻隔作用：地屏障能够有效地阻挡地面列车的振动和噪声传播，减小列车荷载对建筑楼板的影响。
2. 能量消散作用：地屏障还能够将列车荷载的能量消散掉，减缓其对建筑楼板的冲击作用，起到一定的隔振效果。
二、地屏障的隔振设计原则在地面列车荷载作用下，地屏障的隔振设计原则主要包括以下几点：1. 基本隔离频率要求：地屏障在设计时要考虑其基本隔离频率，即地屏障自振频率要高于列车运行频率，以达到有效隔离的效果。
2. 结构刚度要求：地屏障的结构刚度要足够，能够承受列车荷载的冲击作用，同时要具备一定的柔性，以实现其隔离、消能的效果。
3. 面积覆盖要求：地屏障要覆盖整个建筑楼板的受力区域，以确保整个楼板受到有效的隔离和保护。
三、地屏障对建筑楼板的隔振效果分析地屏障对建筑楼板的隔振效果受多种因素的影响，包括地屏障的结构形式、材料特性、坡度和高度等因素。
在地面列车荷载作用下，其对建筑楼板的隔振效果主要体现在以下几个方面：四、地屏障的优化设计思路为了提高地屏障对建筑楼板的隔振效果，可以从以下几个方面进行优化设计：1. 结构形式优化：选择合适的地屏障结构形式，如设置柔性连接装置，增加隔振材料等，以提高其隔振效果。
2. 材料特性优化：选择合适的材料，如橡胶、弹簧钢板等具有良好阻尼特性的材料，以提高其隔振效果。
地铁列车荷载作用下单元板式无砟轨道和隧道的动力分析的开题报告
地铁列车荷载作用下单元板式无砟轨道和隧道的动力分析的开题报告一、研究背景和意义随着城市化进程的加快和交通方式的不断更新，地铁交通已成为城市交通主要组成部分之一。
在地铁交通系统中，无砟轨道和隧道为地铁的重要组成部分，其稳定性和安全性对地铁运营的正常进行具有至关重要的作用。
然而，由于地铁列车荷载的作用，无砟轨道和隧道会受到一定的动力荷载作用，容易引发各种安全事故。
因此，对地铁列车荷载作用下无砟轨道和隧道的动力响应进行深入研究，对于保障地铁运营的安全性和稳定性，具有重要的理论和实践意义。
二、研究目标和内容本论文旨在通过有限元方法，对地铁列车荷载作用下的无砟轨道和隧道结构进行动力响应分析，研究荷载对结构的影响，探究结构参数与荷载作用之间的关系，并在此基础上对结构设计进行优化。
主要研究内容包括：1.建立无砟轨道和隧道有限元模型，考虑列车荷载作用下结构的响应特点。
2.分析无砟轨道和隧道结构在列车荷载作用下的振动模式，探究结构的动力响应规律。
3.研究列车荷载对无砟轨道和隧道结构的荷载作用，分析两者之间的相互作用关系。
4.通过数值模拟，优化结构设计方案，提高无砟轨道和隧道结构的稳定性和安全性。
三、研究方法和技术路线本论文采用有限元方法对无砟轨道和隧道结构进行数值模拟，将模型简化为一系列单元，运用计算机软件进行求解。
具体的研究流程如下：1.收集分析相关文献，确定研究内容和目标。
2.建立无砟轨道和隧道的有限元模型，考虑列车荷载作用下的结构响应特点，进行模拟分析。
3.对模型进行静态和动态分析，分析模型的振动特性和变形情况。
4.在列车荷载作用下，考虑结构的相互作用关系，进一步分析荷载作用情况。
5.通过数值模拟，对结构设计方案进行优化，并进行评估和比较，确定最优方案。
四、论文预期结果本论文旨在深入分析地铁列车荷载作用下无砟轨道和隧道的动力响应特性，探究荷载作用下的结构变形和振动规律，以及结构参数与荷载作用之间的相互关系。
移动荷载下的结构内力分析.pptx
移动荷载下的结构内力分析
2019-6-24
谢谢你的观赏
1
第一节 概述
1.移动荷置的荷载。
2019-6-24
谢谢你的观赏
2
共同的特征
在位置变化的过程中，荷载的大 小（分布荷载为荷载的集度）和 方向是不变的。
2019-6-24
谢谢你的观赏
3
1)平行移动 （集中荷载组）荷载
(c)
1
A
k 1
x `F P = 1 BC
k 2 x /L 1
B 1
(f)
2019-6-24
谢谢你的观赏
30
截面k2上的内力影响线方程为：
k2C段 0 x` d M k 2 x`
FQk2 1
Mk2、FQk2影响线图见图(g)、(h)。
A
(g)
2019-6-24
k 2C d A
FP=1 x A
k
BC
a
b
c
L
(a)
2019-6-24
谢谢你的观赏
55
(1)去掉结构上拟求量值相应的约束，使原结构 成为一个机构，并按正方向代以FBy
(2)使机构沿FBy方向发生约束允许的微小刚体虚 位移，见图(b)所示。FBy作用处的虚位移为dB， 荷载FP=1作用处的虚位移为dP。
ab
M k1
L1 L1
xa
=
L1
L2
xa x L1 L2
b
xa
FQk1
L1 L1
x
=
L1 L2
x L1 L2
L1
2019-6-24
谢谢你的观赏
27
绘影响线图：
移动列车荷载作用下地铁换乘节点中板内力分析
Ｉ ｅ ｎ ｌｆ ｒ ｅ ａ ａ ｙ ｉ ｆ ｍ ｅ ｉ ｌｐｌ ｔ ｎ ｉ ｅ ｃ ａ ｅ ｎｔ ｒ ａ ｏ ｃ ｎ ｌ ｓ ｓ ｏ ｄ ａ ａ ｅ ｉ ｎｔ ｒ ｈ ｎｇ
ｊ ｉ ｔｏ ｔｏｓａ ｉｎ ｕ ｄ ｒｍｏ ｉ ｇｔａｎ ｌａ ｎ ｆｍｅｒ ｔ ｔ ｎ ｅ ｖｎ ｒ ｉ ｏ ｄ ｏ ｏ
ｔ ｅｍｅ ｉｌｐａｅ ｕ ｄ ｒｒ ｖｎ ｔａｎ ｌ ｄ ａｅ ｏ ｔ ｎ ． Ｉ ｓｆ ｕ ｄ ｔ ａ ｅ ｉ ｍｏ ｎ ｓ ａ ｈ ｎｔｒａｅ ｒ ｈ ｄａ ｌｔ ｎ ｅ ｍ ｉ ｒ ｉ ｏ ｒ ｂａ ｅ ｇ ａ ｉ ｄ ｔｉ ｏ ｎ ｈ ｔｂａｒｎ ｌ ｇ ｍｅ ｔ ｔｔ ｅ ｉ ｅ ｆｃｓ ａｅ
ｈ ｄ ａ ｐａｅｉ ｉ ｅｃｐｅ ｉ ｉｉｕ ｌ ａ ｄ ａｓ ｂｍ ｅ Ｓ ｒａｅ ｔｅｍｅ ｉ ｌｔ ｔｒｅ ｔ ｄｖｄ ａｌ ｎ ｕ ｒ ｄ ｌｉ ｃｅ ｔ ．Ｂ ａ ｓｏ ｌ Ｓｎ ｄ ｎ ｙ ｄ ｙ ｍｅｎ ｆ ＡＮＳ ａａ ｔ ｃ ＹＳ Ｐ ｒｍｅｒ ｉ
Ａｂ ｔａ ｔＩ ｇ ｅｄ ｓ ｎ ｏ ｏ ｒｐａｅ ｉ ｎｅｃ ａ ｇ ｔｔ ｎ ｗｈｃ ｓｓ ａ ｈｌ ｕ ｊｃｅ ｏ ｔ ｉ ａ ， ｓｒ ｃ ： ＮＭｎ ｔ ｅｉ ｆ ｏ ｌｔ ｉｔｒｈ ｎ ｅｓａｉ ｉ ｉ ｔ ｉ ｔ ｓｂｅｔｄ ｔ ｒ ｎ ｌ ｄ ｈ ｇ ｌ ｆ ｎ ｏ ｈ ｒｇ ｙ ａ ｏ
移 动 列 车荷 载 作 用 下地铁 换 乘 节点 中板 内力分析
王 凯 ， 张成 平 ， 王梦 恕
（ 京 交 通 大学 隧道 及 地 下 工 程教 育部 工 程 研 究 中心 ， 京 １０ ４ ） 北 北 ０ ０ ４
摘
要： 设计地铁换 乘站 直接 承 受车辆荷载 的楼板构件 时 ， 地铁 列车荷载按等效原 则转化为静荷 载 将
列车荷载对平行换乘地铁车站深基坑变形影响
将混凝土结构视为线弹性材料 土体视为弹塑 性体 土体采用的屈服准则为 Drucker-Prager 屈服 准则 计算分析采用 Msc.Marc 有限元软件 有良 好的前后处理界面
6 计算结果
图 7(a) 图 7(c)分别为基坑开挖深度为 12 20.5 m 时 在轮轨接触荷载作用下既有车站顶板 中楼 板 底板的竖向变形增量 L 为板的长度 远离基 坑侧 L=0 m 随着基坑开挖深度的增加 车站结构 左右两侧的不均匀沉降差逐渐增大 由于车站结构 整体刚度较大 在轮轨接触荷载作用下 顶板 中 楼板和底板附加沉降基本相同 基坑开挖 20.5 m 时 计算得到既有车站结构靠基坑侧附加沉降为 1.24 mm 远离基坑侧附加沉降为 0.57 mm 按绝对 沉降以 20 mm 进行控制 则新站基坑开挖过程中
由于按图 2 建立的轮轨竖向耦合振动模型 得 到是车辆在不平顺轨道上行驶时 在不同时刻车辆
(a) 轨道变形产生的振动荷载
(b) 轨面磨耗产生的振动荷载 图 3 轨道不平顺引起的轮轨接触荷载 Fig.3 Wheel/track dynamic load caused by
rail irregularity
由于换乘车站深基坑按照严格的变形控制要求 进行设计和施工 结构和周围土层变形均属于小变 形的范畴 因此相对于开挖释放荷载而言 本文拟 分析新建的换乘车站深基坑开挖过程中 基坑开挖 引起轨道几何变形和原有轨面波形磨耗产生的轮轨 接触荷载对既有车站结构及其周围土层变形影响
2 轮轨耦合动力计算模型
上海地铁采用的为长枕埋入式整体道床 轨下 结构整体性好 刚度大 如图 1 所示[2] 考虑到轨 下的长轨枕是埋入整体道床内 且两者纵向有钢筋 联结 因此 计算时考虑将轨道结构分为两层 第 1 层为钢轨振动质量 第 2 层为轨下道床振动质量 计算模型如图 2 所示 该模型有 9 个自由度 可以 用于分析车辆和轨道结构的振动和受力 由于是采 用集总参数模型 将轨道结构参数集中 计算结果 的精度受到一定影响 但美国 Battelle-Columbus 研 究所的 D. R. Ahlbeck 认为[3] 在列车速度小于 150 英里/小时的情况下 把轨道结构作为一个在每个车 轮下以相对速度移动的集总参数 弹簧-质量-阻尼 模型是完全可行的
含结构节点的地铁车站空间受力分析
2 82
地下空间
第 23 卷
图 1 车站设备层平 面示意图和纵剖面图( 单位: mm)
结点 i 的位移列阵:
{ i } = { wi , xi ,
yi } T =
{ wi, (
w y
)
i
,
-
(
w x
)
i
}T
{ #} = { #x , #y , ∃xy } T = - z
2w x2
,
2w y2
,
2
2w T xy
J3L- 2
杂填 土 可塑状素填土 可塑填积粉质粘土
残积 土 强风化含 砾砂层 中风化含 砾砂层
中风化安山岩
图 4 节点处横断面图 土层物理力学参数
含水量 W( % )
湿重度 &( kN/ m3 )
孔隙比 e
承载力 ( kPa)
表1
直接快剪强度 粘聚力 内摩擦
c( kPa)
%(∀)
40 9
18 0
90~ 110
0 [ k] e =
6EIz l2
0
0
0
4 EI z l
-
EA l
0
0
00
0
EA l
0
-
12EI z l3
0
0
0
-
6 EI y l2
0
12EIz l3
0
0
-
12EIy l3
0
6EIy l2
0
0
0
12EIy l3
0
0
0
-
GJ l
0
0
00
0
GJ l
0
0
同期实施地铁T型换乘节点移动荷载内力分析
山东农业大学学报(自然科学版),2018,49(5):791-795VOL.49NO.52018Journal of Shandong Agricultural University (Natural Science Edition )doi:10.3969/j.issn.1000-2324.2018.05.013数字优先出版:2018-09-21同期实施地铁T 型换乘节点移动荷载内力分析许有俊1,李泽升1*,李文博2,丁亚会1,崔广芹11.内蒙古科技大学土木工程学院,内蒙古包头0140102.北京城建设计发展集团股份有限公司,北京100037摘要:地铁换乘车站设计中，以平面模型计算结构内力并不能准确反映出车站受力真实形态，且列车荷载在结构受力中的影响并不能忽略，需将列车移动荷载联合车站使用工况共同考虑。
本文通过采用midas civil 有限元软件针对呼市地铁同期实施的换乘站进行研究，分别分析左线、右线、双线同时进站工况，研究梁、板内力分布特点，联合使用工况对车站进行配筋设计。
结果表明，单线进站时车站受力最为不利，弯矩最大值集中于换乘节点接口处，靠近柱端弯矩较大。
联合使用工况配筋结果，换乘节点处梁、板截面可以优化，优化量为39%左右，节省了车站造价。
关键词:地铁车站;换乘节点;列车移动荷载;内力分布特点;造价优化中图法分类号:U231.4;TU93文献标识码:A 文章编号:1000-2324(2018)05-0791-05Analysis of Moving Train Load Internal Force at Synchronous T-type Transfer Joints of Metro StationXU You-jun 1,LI Ze-sheng 1*,LI Wen-bo 2,DING Ya-hui 1,CUI Guang-qin 11.School of Civil Engineering/Inner Mongolia University of Science and Technology,Baotou 014010,China2.Beijing Urban Construction Design &Development Group Co.Ltd.,Beijing 100037,ChinaAbstract :In the design of subway transfer station,the calculation of the internal force of the structure by plane model cannot accurately reflect the true form of the station stress,and the influence of train load on the structure stress cannot be ignored,so the use of the train moving load in the station should be considered together.In this paper,midas civil finite element software is used to study the transfer station of Hohhot Metro at the same time.Left line,right line and double line are analyzed respectively.The distribution characteristics of internal forces in beams and slabs are studied.Reinforcement design is carried out under combined operation conditions.The result shows when a single line enters the station,the force is most unfavorable,and the maximum bending moment is concentrated at the interface of the transfer node,and the bending moment is larger near the column end.The result of joint use of reinforcement can optimize the section of the beam and plate of the interchange joint,and the optimized quantity is about 39%,saving the station cost.Keywords :Metro station;interchange joint;train moving load;internal force distribution characteristics;cost optimization20世纪90年代以来，随着社会的发展，出现了许多大城市和超大城市，随之而增加的人口和私人轿车给城市交通带来了严重的问题，人们逐渐认识到只有发展大运量的快速轨道交通系统才能从根本上解决城市客运交通。
运营期铁路列车荷载与地铁列车荷载的相互作用分析
ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｒａｉｌｗａｙｔｒａｉｎｌｏａｄａｎｄｔｈｅｓｕｂｗａｙｔｒａｉｎｌｏａｄｂｙｔｈｅａｃｔｕａｌｃａｓｅ．
【关 键 词 】运 营期；铁路 列车荷载 ；地铁 列车荷 载
【Ｋｅｙｗｏｒｄｓ】ｏｐｅｒａｔｉｏｎｐｅｒｉｏｄ；ｒａｉｌｗａｙｔｒａｉｎ ｌｏａｄ；ｓｕｂｗａｙｔｒａｉｎ ｌｏａｄ
线 Ｋ３０２＋Ｏ７４￣Ｋ３０２＋９７处 ）３股铁路 线路相 交 ，铁路 与隧道 平 ２．１ 地 质构 造情 况
面交角为 ６５。；相 交节 点毗邻红 山路 新庄公铁 立交桥 ，红 山路 新庄 立交桥 为既有沪 宁铁 路下顶进 ６．５＋１６＋１６＋６．５ｍ４孔公铁 框架桥 ，主体框 架 ４孔 为每孔单 设 ，均为斜框 架 ，与上方 既有 沪宁铁路斜交角度为 ２ｏ１０ 。
市政 ·交通·水利工程设计 ｌ
ｎ研 ·Ｗａｔｅｒ Ｒ ｅ ·Ｅｎｇｉ￣ｅｒｉｎｇＤｅｓｉｇｎ ｌ
运 营期铁 路列 车荷 载与地铁 列 车荷 载的相 互作 用分析
Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ Ｂｅｔｗｅｅｎ Ｒａｉｌｗａｙ Ｔｒａｉｎ Ｌｏａｄ ａｎｄ Ｓｕｂｗａｙ Ｔｒａｉｎ Ｌｏａｄ
５７
口组地层中 ，使得岩层产状变化较大。
桥涵埋深 ０．７３ｍ，，左线隧道从人行道 下穿过 ，隧道顶至桥涵板
新构造运动表现 为周期性的波动和阶梯式上升 ，全新 世 ， 底 ６．６２ｍ。
则表现为幅度不等 的沉降 ，接受巨厚冲积物的沉积。 本 因司附近主要构造有 ：
红山路 新庄公铁 立交桥 南侧新庄花 园 Ａ１栋 、Ｅ３栋 片区 住宅楼为 ７层框架结构 ，半地下室 ，地 下室标高 １１．７５ｍ，沉管
文通过 实际案例对运 营期铁路列车荷载与地铁列车荷载 的相互作用进行分析 。 【Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ｓｕｂｗａｙｔｒａｉｎｓｉｎｏｐｅｒａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓ，ｕｎｄｅｒｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｖｉｂｒａｔｉｏｎｌｏａｄｗｉｌｌｌｅａｄｔｏｌａｒｇｅｒａｒｏｕｎｄｔｈｅ ｓｕｂｗａｙｉｎｔｈｅｐｏｒｅｗａ察设计院集 团有限公 司 ，武汉 ４３００６３）
运梁车作用下桥建组合地铁车站受力分析与监测
运梁车作用下桥建组合地铁车站受力分析与监测景明【摘要】成都地铁五号线廖家湾车站为高架三层侧式车站,采用桥建组合结构体系.运梁车通过车站时,车站主体结构要承受梁段以及车辆自重荷载作用,为了保证安全对车站主体结构进行了有限元模拟分析.分析结果表明:车站主体纵梁与牛腿处的剪应力、拉应力大于容许值,采用钢管柱支撑对车站主体纵梁与牛腿处加固后结构受力满足使用要求.在运梁过站期间对加固后车站主体纵梁与钢管柱支撑进行应力监测,车站主体纵梁上缘压应力最大值为4.12 MPa,下缘拉应力最大值为1.61 MPa,钢管柱支撑压应力最大值为15.2 MPa,应力值均处于设计范围内.车站主体纵梁与钢管柱支撑的应力实测值与模拟计算值吻合较好,验证了钢管柱支撑加固方案的合理性.【期刊名称】《铁道建筑》【年(卷),期】2018(058)011【总页数】6页(P57-62)【关键词】地铁车站;桥建组合结构;数值计算;运梁过站;钢管柱支撑;现场监测【作者】景明【作者单位】中铁建设集团有限公司,北京 100040【正文语种】中文【中图分类】U231.4随着我国轨道交通建设的迅速发展，预制梁板的运输与架设已成为一项重要的施工工序。
在运梁过程中，运梁车通过的主体结构承载能力是否满足设计要求将影响整个施工进程。
为了对运梁通道的安全性进行评价，在运梁前对车站主体结构进行数值模拟，根据模拟计算结果判断是否需要进行加固。
文献[1]对炮车运梁过程进行了理论计算与实桥试验。
文献[2]做了特种车辆通过桥梁的安全评估，根据评估结果采取了相应的加固措施，并通过荷载试验进行了检验。
文献[3-7]对地铁车站基坑内钢管柱支撑的轴力进行了现场监测与分析。
本文重点研究桥-建组合结构体系的地铁车站在运梁期间的应力和变形，根据设计要求确定加固措施。
对车站主体结构加固前后的受力性能进行分析，判断加固方案的可行性。
现场运梁期间对车站主体结构进行应力监测，并与模拟计算值进行对比。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
某换乘地铁车站有规划远期实施的地铁线和近 期实施的地铁线在该站相交 , 形成“十”字换乘关系 . 该换乘节点的主体结构型式为三层三跨盖挖结构 , 在车站内长度为 23.4 m , 覆土厚度 3 m , 结构开挖高 度 20.55 m , 开挖宽度 20.9 m , 柱跨 6.2 m , 换乘节 点处纵剖面和横断面图见图 1 和图 2 .为避免远期 施工的车站在近期车站运营后下穿施工的风险 , 减
子模型分析过程包括以下步骤[ 7] : 1)总体模型分析 , 划分相对较稀疏的网格 . 2)创建子模型 , 划分相对精细的网格 , 将子模 型 切割 边界 上的节 点写 进节 点文 件(＊.N OD E). 3)调入总体模型 , 根据子模型切割边界上的节 点空间坐标 , 利用插值原理及总体模型位移分布结 果 , 计算出 子模型切割边界上 的旋转位移 、平动位 移, 并输出到切割边界约束载荷的定义文件
收稿日期 :2011-03-14 基金项目 :国家 自 然 科 学 基 金 资 助 项 目(51008015);北 京 市 科 技 新 星 计 划 项 目 资 助(2009B14);北 京 市 科 技 计 划 重 点 项 目 资 助 (D 08050603130804) 作者简介:王凯(1980 —), 女 , 湖北赤壁人 , 博士生 , 主要从事隧道与地下工程设计理论与工程新技术方面的研究.email :caoxishy @bjtu .edu .cn. 通讯作者简介 :张成平(1975 —), 男 , 副教授 , 博士 , 主要从事隧道及地下工程方面的教学与研究工作 .email :zcpmail @foxmail .com .
移动列车荷载作用下地铁换乘节点中板内力分析
王 凯 , 张成平 , 王梦恕
(北京交通大学 隧道及地下工程教育部工程研究中心 , 北京 100044)
摘 要 :设计地铁换乘站直接承受车辆荷载的楼板构件时 , 将地铁列车荷载按等效原则转化为静荷载 作用在换乘节点上进行分析的方法已不能准确反映此种构件的受力情况 .基于 ANSYS 子模型技术 , 采用双层数值分析模型 , 建立换乘车站结构梁-板-柱组合总体模型进行空间有限元分析 , 截取换乘节 点中板局部区域 , 建立换乘节点中板-列车荷载子模型 , 采用 ANSYS 参数化设计语言 APDL 完成移动 列车荷载加载 , 获取移动列车过站过程中换乘节点中板的最不利荷载的位置及大小 .结果表明 , 换乘 节点范围接口位置的支座弯矩较大 , 柱位置有明显的应力集中现象 ;子模型获取的中板剪力和轴力极 值均大于总体模型 , 设计时应综合考虑总体模型和子模型 , 确定中板内力的极值 ;子模型获取的中板 内力极值发生位置及时刻各不相同 , 说明移动地铁列车荷载对中板内力的影响较明显 , 不应忽略 . 关键词 :地铁车站 ;换乘节点 ;子模型 ;移动列车荷载 ;内力 中图分类号 :U231 .4 ;T U93 文献标志码 :A
第 35 2 01
卷第 1年 84期 月 Nhomakorabea北 京 交 通 大 学 学 报
JO URN AL O F BEIJIN G JIAO TO NG UN IV ERSI T Y
VAoul .g3.5 2N0
o .4 11
文章编号 :1673-0291(2011)04-0022-06
小对运营的影响 , 并减少一次建成后因不确定性所 引起的废弃工程 , 需同期完成远期换乘节点范围的 结构墙板施工 .
图 1 换乘节点处纵剖面图(单位 :mm) Fig .1 Longitudinal plan of interchange joint
图 2 换乘节点处横断面图(单位 :mm) Fig .2 Cross section of interchange joint
随着换乘枢纽建设需求的日益提高 , 换乘车站 的结构型式越来越多样化 , 受力体系日趋复杂 .在一 些换乘站中 , 除底板外 , 某些中板也将直接承受地铁 列车荷载 .根据地铁车站既有的设计经验 , 使用阶段 大多采用简化的平面框架模型 , 显然套用以往的设 计方法无法准确模拟换乘车站结构复杂的空间交叉 受力状态 .丁春林[ 3] 提出将车站顶板 、底板 、各层楼 板用板单元模拟 , 各层纵梁和交点处的横梁用空间 梁单元模拟 , 钢管柱用空间梁柱单元模拟 , 利用 ALGO R 程序对换乘车站进行空间受力分析 .黄珂等[ 4] 将车站顶 、中 、底板及换乘节点底板及各侧墙作为板 壳单元 , 结构纵梁 、柱作为三维框架单元 , 按相应节 点位移相同与板壳单元连接 , 采用 SAP84 程序建立 梁-板-柱组合的空间结构模型 , 分析预留换乘 车站 节点范围的梁 、板 、柱内力 .吴敏慧[ 5] 用 Beam188 单 元模拟换乘站结构中的梁 、柱 , 楼板 、地下连续墙采 用 Shell63 单 元模拟 , 土 体作 用以 土弹 簧代 替 , 用 Combin14 单元模拟 , 对换乘站结构进行了空间有限 元分析 .然而上述研究中 , 地铁列车荷载是按照等效 原则转化为静荷载作用在换乘节点板上 , 无法模拟 移动列车过站对换乘节点中板内力的影响 .因此 , 本 文作者 以某十 字换乘 地铁 车站 为工程 背景 , 基 于 ANSYS 子模型技术 , 建立双层数值分析模型 , 即先 建立换乘车站结构梁-板-柱组合总体模型进行空间 有限元分析 , 再截取换乘节点中板局部区域建立换 乘节点中板-列车荷载子模型 , 采用 ANSYS 参数化 设计语言 APDL 完成移动列车荷载的加载 , 从而获 取移动列车过站过程中换乘节点负二层中板的最不 利荷载位置及大小 .
24
北 京 交 通 大 学 学 报 第 35 卷
(＊.CBDO)中 . 4)调入子模型 , 首先进入前处理器 , 读入切割
边界旋转角定义 , 然后进入求解器 , 读入切割边界节 点位移插值约束载荷定义文件 , 并将其他荷载施加 到子模型上 , 最后执行子模型求解 .
2 ANSYS 子模型技术
ANSYS 提供的子模型技术是在原有模型和分 析结果的基础上 , 通过模型切割截取局部区域模型 , 并重新划分更精细的网格 , 施加该局部区域模型实 际承受的外载荷和边界条件 , 并把原有模型在切割 边界上的位移作为位移强制载荷施加到局部模型的 边界上 , 重新进行分析求解 , 从而获取局部区域模型 上更精确的结果[ 6] .
Internal force analysis of medial plate in interchange joint of metro station under moving train load
WANG Kai , Z HANG Chengping , WANG Mengshu
(T unnel and Underground Engineering Research Center of M inistry of Educatio n, Beijing Jiaotong U niversity , Beijing 100044, China)
第 4 期 王 凯等 :移动 列车荷载作用下地铁换乘节点中板内力分析
23
随着经济的发展 、人口的膨胀 , 城市轨道交通网 的辐射范围不断扩大 , 各城市轨道交通换乘枢纽的 数量不断攀升 .以上海轨道交通为例 , 到 2020 年中 期规划的 22 条线路及延伸线 , 全部建成后总里程将 达到 1 051 km , 设有 587 座车站 , 其中 2 线换乘枢纽 98 个 , 3 线换乘枢纽 12 个 , 4 线换乘枢纽 2 个 , 还有 1 个 5 线换乘枢纽和 1 个 6 线换乘枢纽[ 1-2] .
子模型分析具体流程见图 3 .
采用空间梁单元 Beam4 模拟 .钢管混凝土柱按等侧 向刚度原则简化成普通钢筋混凝土柱进行建模 , 采 用空间梁单元 Beam4 模拟 .采用弹簧单元 Combin39 模拟围岩与结构的相互作用 , 弹簧的刚度为同一点 处地层 的 弹 性抗 力 系 数 .总 共 生 成 Shell43 单 元 6 300 个 , Beam4 单元 180 个 , Combin39 单元 3 603 个 .车站结构梁-板-柱组合总体模型有 限元网格见 图 4 , 图中 x 方向为近期换乘节点横向 , y 方向为近 期换乘节点纵向 , z 方向为车站竖向 .
Abstract :During the design of floor plate in interchange station which is straightly subjected to train load , train load is always transformed into static load according to equivalent principle .It is difficult to reflect t rue st ress of the part .Based on ANSYS submodeling technique , double-layer numeric analysis model is adopted . Firstly , a beam-plate-column combined model of the whole interchange station is established and analyzed . Then the medial plate is intercepted individually and a submodel is created .By means of ANSYS Parametric design language , moving train load is applied on the medial plate .T he disadvantage load positions and values of the medial plate under moving train load are obtained .It is found that bearing moments at the interfaces are large and the stress concentration emerged at the locations of columns;the extrema of shear and axial force in submodel are larger than those in total model , and the extrema of internal forces of medial plate should be determined under overall consideration between total model and submodel ;the locations and occasions of internal force extrema are different in submodel , which shows that the influence of moving train load on internal forces of medial plate is obvious and should not be ignored .The results provide a theoretical basis for the structure design of this kind of members . Key words:met ro station ;interchange joint ;submodeling ;moving t rain load ;internal f orce